超高强度激光-等离子体相互作用中的同步辐射及薄箔靶中与轫致辐射的竞争

通过粒子-in-胞元数值模拟,我们研究了在多拍瓦激光系统相关的超高强度条件下激光-等离子体相互作用中高能光子的发射。我们首先考察了不同密度和尺寸的激光驱动等离子体的同步辐射特征。特别地,我们展示并解释了辐射光子角分布对等离子体透明或不透明的依赖关系。然后我们研究了在 $10^{22}\,\rm W\,cm^{-2}$、$50 \, \rm fs$ 激光脉冲辐照的铜箔靶中同步辐射与轫致辐射发射的竞争。观察到同步辐射在几 $10 \, \rm nm$ 厚的靶(接近相对论透明阈值)中最大化,并在几 $\mu$m 厚的靶中被轫致辐射超越。在各自最佳效率下,发现两种机制均将约百分之一的激光能量辐射为能量高于 $10\,\rm keV$ 的光子。根据超快靶动力学对其能量谱和角谱进行了深入分析。