基于高信噪比飞秒脉冲强激光与固体靶相互作用产生硬X射线源的研究

在基频飞秒激光脉冲与固体靶相互作用时,由于基频光的信噪比较低，脉冲前沿会在固体靶表面形成密度标长为微米量级的预等离子体。加上过短的脉冲宽度不利于共振吸收的有效激发，使在这种条件下超热电子的产生会有两种以上的机制，从而不利于对超热电子及其产生的硬X射线的能谱进行有效地控制，使得这种硬X射线源在医学成像中的应用前景受到限制。如果采用倍频后的高信噪比飞秒脉冲，电子会在真空加热机制的作用下得到的加速，这会使K-alpha射线的产生效率提高。同时通过改变激光脉冲的能量，脉冲宽度和脉冲形状，可以对超热电子的能量进行有效地控制，从而实现对硬X射线能谱的调谐。加上极短的脉冲与等离子体作用时间，非Maxwell分布的能谱会呈现高能截断，如进一步采用薄膜靶对这种高能截断进行强化，将使这种高信噪比的可调谐硬X射线源非常适合应用于医学透视成像和CT。