“我国科学家首次直接观察到沿锥形靶表面方向发射的高能超热电子束，从而首次直接证实了锥型靶对高能超热电子的聚焦作用。”这是由国家科技部基础研究司和基础研究管理中心主办、近期出版的《基础科学研究快报》对中科院物理所张杰研究组和西安光机所赵卫研究组合作开展的一强场物理研究项目所取得的重要进展情况的报道。

    在该项目实验中，科研人员通过利用超强激光照射锥型靶的实验显示，其中子产额可提高3 个数量级。科学家推测，其中可能存在两个重要物理过程：一是锥型靶对强激光的聚焦作用，使激光能量被聚焦到锥形靶顶端，大幅度提高激光与等离子体耦合效率；第二个可能是大入射角的强激光在锥形靶内壁产生的高能超热电子也被锥壁聚焦到锥尖，并将所携带的能量沉积到压缩靶丸中，从而大幅度增加了压缩靶丸的中子产额。目前，第一个过程已得到实验的验证，但对于第二个过程尚缺乏直接的实验证据，将继续试验探索求证。

    科研人员对这一重要物理过程进行了深入、细致的研究后，发现当强激光的入射角较大时，会在沿着靶面方向产生方向性很好的高能(MeV量级)电子束，从而首次直接证实了锥型靶对高能超热电子的聚焦作用。该结果不仅对于理解锥型靶在快点火激光核聚变物理过程中的作用有重要意义，而且还揭示了一种利用强激光产生稳定性高、发散角小、方向性好的高能电子束的简便方法，所产生的高能电子束对于超快电子衍射、超短X射线脉冲的产生、尾波加速中的电子注入等应用都具有重要意义。