This paper presents experimental investigation of temperature scaling and threshold of instability in hot electron and bremsstrahlung radiation from the interaction of sub-nanosecond and kilo-joule class laser pulses with a tantalum foil target at Prague Asterix Laser System. The laser intensity was varied between and W · cm−2 at the target focus. The energy distribution functions of electrons were measured by an angular array of magnetic spectrometers indicating the electron temperature in the range between 30 keV and 70 keV. The bremsstrahlung spectrum was characterized using a scintillator-based calorimeter. In particular, we show the laser-energy scaling of the total flux of hot electrons in the forward and backward directions with respect to the laser vector, the conversion efficiency of the laser energy to the energy carried by hot electrons, and the temperature of hot electrons as well as the unfolded bremsstrahlung temperature using a Monte Carlo code consistent with signals of the scintillator detector. The scaling shows that the electron flux increases discontinuously with increasing laser intensity from W · cm−2 with consequent instability in the production of hot electrons and bremsstrahlung radiation.
本論文は、Prague Asterix Laser Systemにおいて、サブナノ秒およびキロジュール級レーザーパルスとタンタル箔ターゲットとの相互作用から生じる高温電子および制動放射放射における温度スケーリングと不安定性の閾値に関する実験的研究を提示する。レーザー強度は、ターゲット焦点において から W·cm−2 の範囲で変化させた。電子のエネルギー分布関数は、磁気スペクトロメータの角度アレイによって測定され、電子温度は30 keVから70 keVの範囲であることが示された。制動放射スペクトルは、シンチレータベースのカロリメータを用いて特性評価された。特に、レーザーベクトルに対する前方および後方方向における高温電子の全フラックスのレーザーエネルギー依存性、高温電子が運ぶエネルギーへのレーザーエネルギーの変換効率、ならびにシンチレータ検出器の信号と一致するモンテカルロコードを用いて導出された高温電子温度およびアンフォールドされた制動放射温度を示す。このスケーリングは、レーザー強度が W·cm−2 から増加するにつれて電子フラックスが不連続に増加し、それに伴って高温電子の生成および制動放射放射に不安定性が生じることを示している。