利用伽马计数技术实时重建高强激光等离子体相互作用中的快电子能谱

高强激光-等离子体相互作用产生的 X 射线和伽马射线通量极短，远超任何探测器的 temporal resolution。若激光脉冲重复出现，单光子计数技术允许累积光子能谱，然而其与等离子体中初始快电子群体的能谱关系并非直接对应。我们提出了一种基于 Geant4 软件包的高效快速方法，在考虑堆积效应的情况下，显著减少了从实验数据重建电子能谱高能尾所需的计算时间。在此，我们首先针对给定的实验装置，将不同能量的单能电子束产生的伽马能谱制成表格，然后合成模拟能谱。为了考虑堆积效应，我们推导了解析公式来对数据进行反演。我们还考虑了由单能碰撞之和近似初始电子能谱、电子能谱的有限范围等引起的误差，并给出了如何选择建模参数以最小化近似误差的估计。最后，我们展示了使用强度超过 1018 W/cm2 的 50 fs 激光脉冲进行激光-固体相互作用实验数据处理的示例。