超强脉冲激光在低密度等离子体中的相对论自导引效应

分析了相对论条件下激光超短脉冲在等离子体中的传输特性 ,在傍轴近似和慢变振幅近似条件下 ,推导了折射率、电子密度、静电场以及电子空腔尺度的表达式。当激光功率超过产生自导引阈值功率时 ,激光束斑沿着传输光轴方向振荡。在有质动力产生的压力非常强时 ,聚焦光束中央部分的电子被全部排开形成电子空腔。给出了电子空腔的尺寸以及在出现电子空腔时的处理方法。在超过形成电子空腔的阈值功率 (Pc≈ 2 .5TW )时 ,空腔的尺度几乎与激光功率无关 ,这意味着电子空腔阻止了激光脉冲的进一步聚焦。     

强流电子束泵浦XeCl准分子激光动力学模型

强流电子束泵浦XeCl准分子激光动力学模型由三部分组成,即电子束能量沉积的计算;电子温度、电子反应速率的计算和化学/激光动力学。这个模型可以准确地预报小信号增益、吸收等激光特征量的时间变化规律。 该模型是在文献[1]、[2]、[3]报导的动力学模型的基础上提出的。采用四阶龙格_库塔法在VAX—11/780机器上进行数值求解。 计算给出XeCl准分子激光反应过程中各种粒子浓度、小信号增益、吸收、输出光强、激发速率以及平均电子能量随时间的变化规律。计算结果表明本征效率是激发速率,电流密度和工作气体(Ne/Xe/HCl)的各分压比的函数。 该模型可为高功率准分子激光器的研制提供设计参数和最佳实验条件。     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光一靶耦合中,二维(y,z)、三维(z,y,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维(y,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维(z,y,g)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝不稳定的产生和发展,将严重影响光束质量,府进一步深入、系统地研究。     

激光在等离子体中成丝特性的数值模拟

 用数值模拟方法研究激光在等离子体中成丝的发展过程及其特征参数对成丝的影响。模拟结果清晰地给出柱状成丝不稳定性的产生及发展。计算结果表明：入射激光强度、入射激光波长及等离子体背景密度是影响会聚强度的重要因素。该结果与国外报道的理论和实验研究吻合,可为研究抑制成丝提供参考。     

强激光等离子体耦合效应的数值模拟

 研究了高强度（10¹²(10^{14W/cm2）,纳秒脉冲(高斯型)激光与AI、 CH等离子体的耦合效应。采用一维双温、单流体力学方程组,数值模拟研究激光强度和波长对靶表面能量沉积和对等离子体特征参数的影响。激光等离子体耦合的主要机制有:轫致辐射、逆轫致辐射吸收、热扩散和电子、离子之间碰撞能量交换。给出了电子最高温度与光强的近似定量关系。}     

高功率XeCl准分子激光自发辐射放大的三维计算

 采用M – C方法计算了强流电子束泵浦XeCl准分子激光输运过程中生成的放大自发辐射（ASE）在激光腔中的输运过程。该模型考虑了腔壁的反射影响、非饱和吸收和镜反射的作用，计算给出最佳注入通量值。计算结果与文献[2] ~ [5] 给出的理论及实验结果相吻合。可为准分子激光实验提供理论依据和实验参考。并可推广到任何类型的激光器。     

强激光在等离子体中的传播特性

分别讨论了非相对论条件下短脉冲和长脉冲激光在完全电离的等离子体中的传播特性。短脉冲情况下，激光的有效瑞利长度会增加，但不会出现自导引；长脉冲激光的传播取决于激光功率和等离子体温度之比，当该比值超过一定阈值时会出现自导引现象，激光束被限制在一个相对稳定的通道内，其半径对光束的初始半径有很强的依赖性。     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光－靶耦合中,二维（ｙ,ｚ）、三维（ｘ,ｙ,ｚ）成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Ｌａｎｄａｕ阻尼。二维（ｙ,ｚ）成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维（ｘ,ｙ,ｚ）成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝     

在稀薄等离子体中激光传播的相对论自聚焦

讨论超强、超短脉冲激光在稀薄等离子体中传播过程的某些性质;用二维快速傅立叶变换求解波动方程.相对论自聚焦的基本方程包括非线性源项和衍射的影响.由于有质动力和相对论的影响,使等离子体的频率降低,从而使折射指数发生改变,影响激光在等离子体中的传播.在入射激光功率(p)超过临界功率(p_c)时,激光在传播过程中产生自聚焦;反之,激光在传播过程中逐渐衰减,不产生自聚焦.