飞秒激光作用下高能离子的产生与加速

为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能离子的产生和加速机制,在超短超强激光装置"SILEX-I"上进行了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中高能离子能谱分布的实验研究。实验采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质子和C离子能量分布和产额。实验结果表明,实验观察到了质子和C4+、C3+、C2+和C1+离子信号;离子沿着靶背法线方向发射,离子在一定能量处出现截断;质子和C4+、C3+、C2+及C1+离子的截止能分别是1 221和1 941keV、1 899、624、422keV;随着C离子电荷数增加,产额也随着增加;质子的产额远远高于C离子。经分析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的靶后鞘层加速(TNSA)机制则占主导地位。