来自中等重复频率超短脉冲 PW 激光的激光驱动离子与中子源
等离子体物理
2026-05-20 v1
摘要
我们报告了首个实验，探讨了利用 4PW（0.1 Hz）激光照射厚度 ranging 从 30nm 到 160nm 的薄塔形滤镜，以区分碳 6+ 离子和 deuterons 在 CD2 靶标中的射击。薄塔形滤镜设计利用不同的制动范围来区分不同离子种类。两种离子种类（来自 CH2 和 CD2 靶标）的最大能量均随激光强度线性增长。每个离子种类的最高观察能量按 （电荷平方除以质量）缩放，这更类似于基于势能加速的缩放，而非 TNSA 的缩放。最大离子能量也随靶标厚度增大而增大。利用 deuteron 流束的次级相互作用，我们通过 deuteron 在铜转化器上的破裂反应创建了快速中子源。中子谱遵循指数分布，能量可达 15MeV。从较厚靶标观察到的中子产量为 2x10^7n/J，相当于 TNSA 规律下的激光驱动中子源，仅高出一个数量级，即使用 Beryllium 转化器的 BOA 加速中最高产量报告的数值。
引用
@article{arxiv.2605.18969,
title = {Laser-driven Ion and Neutron Sources from Medium Repetition Ultrashort PW Laser},
author = {X. Jiao and C. Jeon and G. Tiwari and S. G. Lee and O. Labun and I. W. Choi and L. A. Labun and Mara Klebonas and C. Hojbota and D. D. Phan and C. H. Nam and B. M. Hegelich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.18969},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 6 figures