上海交通大学陈黎明团队，镀膜等离子体镜-全光逆康普顿散射伽马射线 | Nature Photonics

该研究由上海交通大学陈黎明团队与中国科学院物理研究所合作完成，针对全光逆康普顿散射（ICS）伽马射线源长期存在的效率瓶颈问题，提出并实验验证了一种“镀膜等离子体镜”创新方案。背景方面，传统等离子体镜方案因激光自然发散，导致碰撞点光斑尺寸远大于电子束横向尺寸，激光能量利用率低。研究目的是通过改进等离子体镜结构，实现反射激光的自发聚焦，从而提高电子与激光的耦合效率。结论显示，在普通石英基底表面覆盖约2微米的疏松ZnS薄膜后，有质动力与相对论透明效应协同作用，使等离子体镜临界密度面自发形成凹面结构，将反射激光重新聚焦。实验结果表明，在100 TW激光条件下，伽马光子产额提升约6倍，临界能量从26 MeV增至39 MeV；在400 TW条件下，能量转换效率提升近一个数量级，达到~10-3。该方案结构简单、鲁棒性强，为紧凑型高亮度伽马射线源的实用化开辟了新路径。