mJ 级 kHz 激光垂直入射液体靶产生相对论性电子加速
等离子体物理
2017-07-24 v3
摘要
我们报告了在 3 mJ 激光垂直入射固体密度流动液体靶时，在 -（后向）方向观测到高达 3 MeV 的 kHz 脉冲激光加速电子能量。这里使用 mJ 级激光记录到的电子/MeV/s.r. > 1 MeV，超过或等于先前采用更低重复频率和斜入射激光的超有质动力电子研究的结果。40 飞秒持续时间激光的焦斑强度为 1.5 10 W cm，对应仅约 80 keV 的电子有质动力能量。改变激光强度证实，在激光反射方向上的电子能量远高于在垂直入射激光-靶几何结构中根据有质动力标度预期的结果。这种直接的垂直入射能谱测量是通过修改最终聚焦离轴抛物面反射镜，使其中心开孔允许电子通过，并通过自适应光学恢复激光强度来实现的。为本研究开发了一台基于 Lanex 的无光学元件高采集率（>100 Hz）磁性电子能谱仪，以实现逐发统计分析和实时反馈，这被用于寻找最佳的预等离子体条件。该相互作用的 3D 粒子模拟显示出与实验在定性上一致的超有质动力光谱。这种由几 mJ、40 fs 激光和简单液体靶产生的高重复频率、高通量且包含 >MeV 电子的源的演示，鼓励了未来 kHz 重复频率、飞秒持续时间电子束应用的开发。
引用
@article{arxiv.1508.07374,
title = {Relativistic electron acceleration by mJ-class kHz lasers normally incident on liquid targets},
author = {Scott Feister and Drake R. Austin and John T. Morrison and Kyle D. Frische and Chris Orban and Gregory Ngirmang and Abraham Handler and Joseph R. H. Smith and Mark Schillaci and Jay A. LaVerne and Enam A. Chowdhury and R. R. Freeman and W. M. Roquemore},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.07374},
year = {2017}
}
备注
16 pages, 6 figures. Accepted for publication in Optics Express