The effect of field ionization on the divergence of fast electrons (Ek ≥ 50 keV), driven by ultrashort-ultraintense laser pulse interaction with plasma, is studied by using 2D3V particle-in-cell simulations. It is found that, due to temperature anisotropy of the fast electrons in the ionizing target, strong fluctuant magnetic fields in the preplasma region is generated through Weibel instability. In turn, the field induces an enhancement of the hot electron divergence for the target with ionization process. Meanwhile, compared with the target without an ionization process, larger divergence of hot electrons can also be seen in the ionizing target with laser intensity varying from 5 × 1019 W/cm2 to 5 × 1020 W/cm2 and the divergence is weakly dependent on target materials for a fixed profile of preplasma. The results here are useful for the application of laser-driven fast electron beams.
電離の効果が、超短パルス・超高強度レーザーとプラズマとの相互作用によって駆動される高速電子（Ek ≥ 50 keV）の発散に及ぼす影響を、2D3V粒子インセルシミュレーションを用いて研究した。電離するターゲット中の高速電子の温度異方性により、プレプラズマ領域に強い変動磁場がワイベル不安定性を通じて生成されることが見出された。その磁場は、電離過程を伴うターゲットにおける高温電子の発散の増強を誘起する。さらに、電離過程を伴わないターゲットと比較して、電離するターゲットでは、レーザー強度が5 × 1019 W/cm2から5 × 1020 W/cm2の範囲で、より大きな高温電子の発散が観測され、その発散は、固定されたプレプラズマ密度分布に対してターゲット材料に弱く依存することが示された。これらの結果は、レーザー駆動高速電子ビームの応用に有用である。