Study of X-ray emission enhancement via a high-contrast femtosecond laser interacting with a solid foil

薄膜ターゲットと相互作用する高コントラストフェムト秒レーザーによるX線発生の向上に関する研究

Chen, L.-M.; 神門 正城; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Koga, J. K.; Chen, M.*; Xu, H.*; Yuan, X.-H.*; Dong, Q. L.*; Sheng, Z. M.*; Bulanov, S. V.; 加藤 義章 ; Zhang, J.*; 田島 俊樹

Chen, L.-M.; Kando, Masaki; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Koga, J. K.; Chen, M.*; Xu, H.*; Yuan, X.-H.*; Dong, Q. L.*; Sheng, Z. M.*; Bulanov, S. V.; Kato, Yoshiaki; Zhang, J.*; Tajima, Toshiki

60fsのレーザーパルスの2倍高調波を銅薄膜に照射したときにK X線の変換効率が基本波に比べて増大することを発見した。変換効率は、レーザーパルスを非線形に歪めた形状に強く依存することがわかった。変換効率は、100fsに負のチャープを与えた場合に最大となった。電子エネルギースペクトルの構造化が変換効率の増大に寄与している。シミュレーションにより、強調されたvacuum heatingの機構により高コントラストレーザーはX線発生の効率化の有用なツールであることを示した。

We observed the increase of the K- X-ray conversion efficiency (hK) produced by a 60 fs frequency doubled high contrast laser pulse focused on Cu foil, compared to the case of the fundamental laser pulse. hK shows a strong dependence on the nonlinearly skewed shape of the laser pulse. It reaches a maximum for a 100 fs negatively skewed pulse. The electron spectrum shaping contributes to the enhancement of hK. Simulations demonstrate that high contrast lasers are an effective tool for optimizing the X-ray emission, via the enhanced Vacuum Heating mechanism.