The propagation of fast electrons produced in the interaction of relativistically intense, picosecond laser pulses with solid targets is experimentally investigated using Kα emission as a diagnostic. The role of fast electron refluxing within the target, which occurs when the electrons are reflected by the sheath potentials formed at the front and rear surfaces, is elucidated. The targets consist of a Cu fluorescence layer of fixed thickness at the front surface backed with a propagation layer of CH, the thickness of which is varied to control the number of times the refluxing fast electron population transits the Cu fluorescence layer. Enhancements in the Kα yield and source size are measured as the thickness of the CH layer is decreased. Comparison with analytical and numerical modelling confirms that significant refluxing occurs and highlights the importance of considering this phenomenon when deriving information on fast electron transport from laser–solid interaction experiments involving relatively thin targets.
相対論的強度のピコ秒レーザーパルスと固体ターゲットとの相互作用において生成される高速電子の伝播を、Kα放射を診断手段として用いて実験的に調査した。ターゲットの前面および後面に形成されるシース電位によって電子が反射される際に生じる、ターゲット内部での高速電子のリフラックス（往復反射）の役割を解明した。ターゲットは、前面に固定厚さのCu蛍光層を有し、その後方にCH伝播層を備えており、このCH層の厚さを変化させることで、リフラックスする高速電子群がCu蛍光層を通過する回数を制御した。CH層の厚さを減少させると、Kα収量と光源サイズの増大が観測された。実験結果と解析的・数値的モデリングとの比較により、顕著なリフラックスが発生していることが確認され、比較的薄いターゲットを用いたレーザー・固体相互作用実験から高速電子の輸送特性に関する情報を導出する際には、この現象を考慮することが重要であることが示された。