Bremsstrahlung emission from interactions of short ultra-intense laser pulses with solid foils is studied using particle-in-cell (PIC) simulations. A module for simulating bremsstrahlung has been implemented in the PIC loop to self-consistently account for the dynamics of the laser–plasma interaction, plasma expansion, and the emission of gamma ray photons. This module made it possible to study emission from thin targets, where refluxing of hot electrons plays an important role. It is shown that the angular distribution of the emitted photons exhibits a four-directional structure with the angle of emission decreasing with the increase of the width of the target. Additionally, a collimated forward flash consisting of high energy photons has been identified in thin targets. The conversion efficiency of the energy of the laser pulse to the energy of the gamma rays rises with both the driving pulse intensity, and the thickness of the target. The amount of gamma rays also increases with the atomic number of the target material, despite a lower absorption of the driving laser pulse. The angular spectrum of the emitted gamma rays is directly related to the increase of hot electron divergence during their refluxing and its measurement can be used in experiments to study this process.
短パルス高強度レーザーと固体フォイルとの相互作用からの制動放射を、粒子インセル（PIC）シミュレーションを用いて研究した。レーザー・プラズマ相互作用、プラズマ膨張、およびガンマ線光子の放出のダイナミクスを自己無撞着に考慮するために、制動放射をシミュレートするモジュールをPICループに実装した。このモジュールにより、高温電子のリフラックスが重要な役割を果たす薄いターゲットからの放射の研究が可能になった。放出される光子の角度分布は、ターゲットの厚さの増加に伴って放射角度が増加する4方向性構造を示すことが明らかになった。さらに、薄いターゲットでは、高エネルギー光子からなるコリメートされた前方フラッシュが同定された。レーザーパルスのエネルギーからガンマ線のエネルギーへの変換効率は、駆動パルス強度とターゲット厚さの両方の増加に伴って上昇する。ガンマ線の収量は、駆動レーザーパルスの吸収が低いにもかかわらず、ターゲット材料の原子番号とともに増加する。放出されるガンマ線の角度スペクトルは、リフラックス中の高温電子の発散の増加に直接関連しており、その測定は実験においてこのプロセスを研究するために使用できる。