高性能激光驱动辐射源是研究高能量密度物质、利用 kJ PW 激光系统进行对产生和中子产生的研究的重点。在这项工作中,我们提出了一种高效方法,在直接激光加速 (DLA) 电子与几毫米厚的高 Z 转换器相互作用时产生超高通量、高能轫致辐射。在中等相对论强度的亚皮秒激光脉冲与用纳秒激光脉冲辐照低密度聚合物泡沫获得的近临界密度长尺度等离子体相互作用时,产生了能量高达 100 MeV 的直接激光加速电子定向束。在实验中,观察到了通过光核反应产生的钽同位素,阈值能量高于 40 MeV。使用 Geant4 Monte Carlo 程序,以测量的电子能量和角分布作为输入参数,表征了从 180 Ta 到 175 Ta 的同位素记录产量的轫致辐射谱。结果表明,当直接激光加速电子与钽转换器相互作用时,会产生平均光子能量为 18 MeV 的定向轫致辐射,在巨偶极共振(GDR)及以上(≥ 7.5 MeV)的能量范围内每次激光发射会产生 ~2 · 10 11 个光子。这会产生 ~6 × 10 22 sr − 1 · s − 1 的超高光子通量,并且聚焦激光能量转化为高能轫致辐射的转换效率达到创纪录的 2%。
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