| 强激光与亚临界密度等离子体相互作用中的近前向散射驱动光子加速机制 |
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| 引用本文： | 岳东宁,董全力,陈民,赵耀,耿盼飞,远晓辉,盛政明,张杰.强激光与亚临界密度等离子体相互作用中的近前向散射驱动光子加速机制[J].物理学报,2023(12):193-200. |
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| 作者姓名： | 岳东宁 董全力 陈民 赵耀 耿盼飞 远晓辉 盛政明 张杰 |
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| 作者单位： | 1. 哈尔滨工业大学威海校区理学院;2. 上海交通大学物理与天文学院,激光等离子体教育部重点实验室;3. 上海交通大学IFSA协同创新中心;4. 中山大学深圳校区理学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:12204131)；;山东省自然科学基金(批准号:ZR2019ZD44)；;广东省基础与应用基础研究基金(批准号:2023A1515011695)资助的课题~~； |
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| 摘 要： | 通过二维粒子模拟(particle-in-cell)方法研究了强激光与亚临界密度等离子体相互作用中的近前向光子加速机制.该机制利用强激光在亚临界密度气体传输过程中的电离效应产生在纵向和横向上密度分布不均匀的电子等离子体.在纵向上,入射激光电离氦气产生一个陡峭的电子密度前沿分布.在密度前沿处,入射激光与电子等离子体波作用发生近前向散射.散射光频率较激光频率增大,在频谱中产生了第一个特征峰.在横向上,密度不均匀造成电子等离子体波具有不同的相速度并与入射激光相互作用,使入射激光发生近前向散射,在频谱中产生了第2个特征峰.由于密度分布的不均匀性较电子等离子体波的密度扰动大得多,因此基于微扰理论的散射模型和色散关系,如受激拉曼散射,无法解释频谱中两个特征峰的出现.进一步研究发现:在密度不均匀的情况下,入射激光、电子等离子体波和散射光三者之间仍满足动量和能量守恒的三波耦合关系.这能够解释两个特征峰对应的频率和强度增长过程.该研究对于强激光在亚临界密度气体传输过程中的频谱演化具有重要参考意义.
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| 关 键 词： | 强激光 电子等离子体波 近前向散射 光子加速 |
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