All-optical generation of petawatt gamma radiation via inverse Compton scattering from laser interaction with tube target

激光器 康普顿散射 物理 光子 电子 汤姆逊散射 辐射 光学 原子物理学 等离子体 散射 核物理学
作者
Tianyun Long,C. T. Zhou,T. W. Huang,K. Jiang,L. B. Ju,H Zhang,Tijing Cai,M. Y. Yu,B. Qiao,Shuangchen Ruan,X. T. He
出处
期刊:Plasma Physics and Controlled Fusion [IOP Publishing]
卷期号:61 (8): 085002-085002 被引量:7
标识
DOI:10.1088/1361-6587/ab210c
摘要

A scheme for generating gamma photons from laser interaction with a hollow-tube target filled with near-critical-density plasma is investigated using quantum electrodynamics particle-in-cell simulation. The solid-density tube wall stabilizes the laser propagation in the tube, guides the laser-accelerated relativistic electrons, and its endplate reflects the laser light. As the electrons collide head-on with the reflected laser, a large number of MeV gamma photons are generated through inverse Compton scattering. It is found that bright gamma radiation with power up to 1.4 PW and 37% laser-to-gamma ray energy conversion efficiency can be obtained with 5 × 1022 W cm–2 laser pulse.
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