The bremsstrahlung x-ray emission profile from high intensity laser-solid interactions provides valuable insight to the internal fast electron transport. Using penumbral imaging, we characterise the spatial profile of this bremsstrahlung source as a function of laser intensity by incrementally increasing the laser focal spot size on target. The experimental data shows a dual-source structure; one from the central channel of electrons, the second a larger substrate source from the recirculating electron current. The results demonstrate than an order of magnitude improvement in the intensity contrast between the two x-ray sources is achieved with a large focal spot, indicating preferable conditions for applications in radiography. An analytical model is derived to describe the transport of suprathermal electron populations that contribute to substrate and central channel sources through a target. The model is in good agreement with the experimental results presented here and furthermore is applied to predict laser intensities for achieving optimum spatial contrast for a variety of target materials and thicknesses.
高強度レーザーと固体との相互作用から生じる制動放射X線の放出プロファイルは、内部の高速電子輸送に関する貴重な知見を提供する。半影イメージングを用いて、レーザー焦点スポット径を段階的に増大させることにより、この制動放射源の空間プロファイルをレーザー強度の関数として特性評価した。実験データは二重構造を示しており、一つは中心部の電子チャネル由来、もう一つは再循環電流によるより大きな基板由来の構造である。結果は、大きな焦点スポットを用いることで二つのX線源間の強度コントラストが一桁改善されることを実証しており、放射線撮影用途に適した条件を示している。ターゲットを通した基板および中心チャネルへの超熱電子集団の輸送を記述する解析モデルを導出した。このモデルはここで提示した実験結果と良好な一致を示し、さらに様々なターゲット材料および厚さに対して最適な空間コントラストを達成するためのレーザー強度を予測するために適用された。