江苏激光联盟导读：

锥形复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,CPC)可将激光聚焦到尖端，提高其强度，助力那些基于激光的兆电子伏射线照相术等潜在应用的发展。

模拟中激光的增强和电子的加速。来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL，美国著名国家实验室之一，位于美国旧金山湾区利弗莫尔，隶属于美国能源部的国家核安全局NNSA) 

专注锥形靶、提高电子束温度

强短脉冲激光驱动产生的高能亮源（如X射线、中子和质子），已成为研究高能量密度科学的宝贵工具。
为了解决一些极具挑战性的应用——例如用于工业和国家安全应用的高面密度物体的X射线照相术，必须提高光源的产量和能量，使其超过目前高强度激光系统所能达到的最先进水平。

LLNL
来自LLNL国家实验室、奥斯汀大学和通用原子公司的科学家团队以切实的研究，回应了这一挑战。他们在《Physical Review E》上发表了该研究。具体来说，该团队使用短脉冲、高对比度激光对锥形和平面目标进行热电子产生情况的实验测量。锥形几何形状是一个复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,CPC)，可将激光聚焦到尖端。这一几何形状显示出比平面箔更高的热电子温度。模拟结果表明，这种温度升高的主要原因是由CPC引起的强度增加。 
该研究的主要领导者Rusby说：“通过将其射向聚焦锥靶，我们能够提高高强度激光相互作用产生的电子束的温度，有助于我们理解复合抛物面聚光器在这些特定激光条件下是如何工作的。"
Rusby进一步解释说，在这些相互作用中增加与高能电子的耦合对于开发激光-等离子体相互作用的一系列应用至关重要。该论文的合著者Andrew MacPhee表示：“在petawatt100飞秒级激光系统上（该系统已经能够进行近衍射极限操作）使用CPC靶平台可能会有显著的增强，这令我们备受鼓舞。应用于激光—靶相互作用的非成像光学正在重新定义我们可访问的参数空间."

靶、激光和电子光谱仪的实验装置。还显示了CPC、钽衬底和入射激光的三维图。
该团队近六周以来一直聚焦于德克萨斯大学petawatt激光系统，该系统具有短脉冲和高对比度，使实验得以进行。复合CPC靶，专门用于将更多激光能量聚焦到尖端并增加强度。Rusby说：“电子温度的升高与我们使用CPC时预期的升高非常一致。”

来自相同尖端尺寸—5μm的(a) 2D和(b)3D等离子体PIC-Particle in Cell模拟的强度分布.由于额外的聚焦维度，3D模拟中获得的强度大于2D模拟中获得的强度。
在该研究中，该团队专注于后表面质子的加速机制和CPC的增强机制。“这些实验表明，微型等离子镜靶确实改善了拍瓦级激光与兆电子伏（MeV）电子的耦合，这有利于基于激光的兆电子伏射线照相术等潜在应用”。
德克萨斯Petawatt的LaserNetUS计划，LLNL实验室指导的研发计划和通用原子公司至关重要的靶开发均得到能源部科学办公室的大力支持。来源：LLNL和D. R. Rusby, P. M. King, A. Pak, N. Lemos, S. Kerr, G. Cochran et al.,Enhancements in laser-generated hot-electron production via focusing cone targets at short pulse and high contrast, Physical Review E,DOI: 10.1103/PhysRevE.103.053207