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社论：加速器科学与二次发射光源技术中的激光应用
摘要： 激光与加速器物理学的统一为未来粒子加速器、光源及其他科学仪器的发展带来了巨大前景，这得益于这两个领域交叉点上日益增强的协同进步。两者的结合最近催生了全球先进的加速器设施，实现了独特的科技突破：从用于高能物理的先进电子和离子源，到用于研究元素时空尺度超快现象的超亮X射线脉冲[1-4]。目前峰值功率已达数拍瓦的超强飞秒激光技术进步，最近在厘米级等离子体加速段中实现了GeV量级电子束的演示[5,6]，最新世界纪录为20厘米内达到8GeV[7]。在超快X射线科学领域，X射线自由电子激光器[8,9]（FEL）自问世以来，在相对较短的时间内已展现出解答物理学、化学和生物学多领域重大基础问题的能力，例如揭示分子振动相干性[10]、分子键形成、电荷迁移和解离动力学[11,12]，以及生物分子超快异构化[13,14]等众多现象。设施的进一步发展——如增强亮度、阿秒级脉宽或种子辐射——有望在原子尺度关联体系和超高分辨率内壳层光谱学领域开辟新的科学前沿。
关键词： 自由电子激光器（FEL）、超快光学、X射线发射、非线性光学、激光加速粒子、二次发射与光电发射
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过超快相对论激光等离子体相互作用中的靶面起伏控制快离子能量分布与X射线发射
摘要： 激光等离子体产生的次级发射受电子分布函数支配。因此，对其实施控制对引导发射（例如为关键应用产生超短脉冲的高能光子和离子）具有至关重要的意义。若能实现等离子体对激光的最大吸收，则可获得最大增益。在我们的理论分析（包含与近期实验的对比）中，我们遵循这一思路，研究短脉冲激光能量如何转化为快离子和X射线的能量。通过靶面结构化来优化激光吸收时，我们利用对电子分布函数不同分支响应各异的离子发射和Kα发射进行研究。我们的实验涵盖采用飞秒近红外激光脉冲产生的最高达5×102? W/cm2的激光强度，以及厚度为几微米的钛箔靶材。特别地，我们揭示了热电子的能量弛豫过程——该过程决定了次级发射中观察到的激光强度依赖特性，并指出了在不同优化方案中实施靶面结构化的优势。
关键词： 激光等离子体、超快激光、快离子、电子分布函数、靶面起伏、相对论性激光等离子体相互作用、X射线发射
更新于2025-09-11 14:15:04