无规频率调制对冷等离子体波碎的抑制作用

本文采用Kubo-Anderson过程描述对驱动场的无规频率调制,分析了其对不均匀冷等离子体波碎的抑制作用。在不考虑Bogoliubov非线性频移的情况下,导出适用于各种宽度频率调制下的波碎时间及波碎时快电子能量与最大局部电场方均值的表达式。并与实验结果符合。结果表明无规频率调制确实是抑制波碎与快电子能量的有效方法。 关键词：     

热电子对低频等离子体漂移波的稳定作用

本文用磁流体理论导出了热电子等离子体中,等离子体密度梯度驱动的低频漂移波的色散关系,分析了热电子的稳定作用。热电子成分稳定等离子体低频扰动的物理机制是charge uncovering效应,它只依赖于热电子同等离子体的密度比α,而不依赖于热电子的β值。热电子能降低等离子体交换模和漂移波的增长率,减少漂移波引起的等离子体反常输运损失。稳定等离子体交换模要求α≈2％,稳定等离子体漂移波要求α≈40％。理论上预示了在热电子等离子体中,等离子体漂移波是最重要的低频不稳定性。 关键词：     

磁镜等离子体中电子回旋波加热实验的理论研究

本文利用平行平板模型,给出了在不同位置、以不同角度入射到平衡的磁镜等离子体中电子回旋波的传播轨迹;利用线性理论计算了O,X波能量分别被本底电子、热电子吸收的波能量沉积率。根据计算结果,文中对加热本底等离子体的特征进行了描述,对非封闭热电子环的形成作了初步解释。     

热电子等离子体的耗散漂移不稳定性

在热电子等离子体中,存在密度梯度驱动的低频耗散性漂移波,本文导出了包括等离子体电阻性和粘滞性的漂移波的色散关系。热电子环能降低不稳定性的增长率,减少等离子体的反常输运损失。漂移波被热电子环完全稳定的条件是β_h>4ξ/(1+2ξ)。实验中测量了漂移波的激发区域和振荡特性,观察了热电子环的稳定作用实。验结果与理论分析相符。 关键词：     

热电子等离子体低频不稳定性的非线性理论

本文分析了热电子等离子体中低频漂移不稳定性和交换不稳定性的非线性性质,导出了扰动幅度随时间变化的非线性耦合方程,得到了等离子体密度扰动的饱和幅度,讨论了热电子成分对饱和幅度的影响。漂移波引起的等离子体密度扰动相对幅度约20％,交换模引起的等离子体密度相对扰动幅度约5％。当热电子成分达到线性稳定条件所要求的阈值时,漂移波和交换模的饱和幅度降为零。 关键词：     

简单磁镜中热电子等离子体的基本特性

本文叙述了简单磁镜中,热电子等离子体的实验结果。微波在基频共振层击穿气体产生等离子体,二次偕振加热产生热电子环。等离子体激发了低频交换模和漂移波,热电子环对等离子体的扰动有稳定作用。     

1．053μm激光在腔靶中产生的非线性过程

波长１．０５３μｍ、脉宽约１ｎｓ、能量３００～６００Ｊ激光在亚毫米的腔靶中可以产生十分丰富的非线性过程。我们直接测量了受激Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ散射、受激Ｒａｍａｎ散射：通过谐波间接测量了共振吸收、离子声衰变和双等离子体衰变。其中受激Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ散射和受激Ｒａｍａｎ散射是腔靶中的主要非线性过程，它散射掉约４０％的入射光能量。激光激发的电子等离子体波是产生超热电子的根源，产生电子等离子体波的非线性过程是受激Ｒａｍａｎ散射、双等离子体衰变、共振吸收和离子声衰变。其中受激Ｒａｍａｎ散射是激发电子等离子体波的主要过程，它产生约占入射激光能量１０％的超热电子。各非线性过程发射的光谱与激光参数和等离子体状态有密切关系，仔细测量和研究这些谱的特性可以获得等离子体温度、密度的信息。     

热电子等离子体无碰撞漂移波的稳定性

本文采用Vlasov方程,分析了热电子等离子体中低频交换模和漂移波的性质,讨论了热电子成分的稳定作用。稳定交换模要求热电子成分约为10％,稳定漂移波要求热电子成分约为30%。文中还讨论了离子有限Larmor半径、等离子体密度梯度和温度、磁场曲率、扰动波长等参数对稳定性的影响。同MHD近似下强碰撞漂移波的结果相比较,热电子对无碰撞漂移波有更好的稳定作用。 关键词：     

超热电子的产生与定向发射

在超短超强激光与等离子体相互作用的过程中，等离子体中的一部分电子通过各种机制吸收能量转变成为高能的超热电子．它们不仅是惯性约束核聚变“快点火”过程中的能量载体，对激光脉冲在等离子体中的传输、能量沉积、转化等一系列过程也都发挥着重要的作用．文章对超短超强激光与等离子体相互作用过程中超热电子产生的主要物理机制以及影响超热电子定向发射的因素进行了介绍．     

超热电子的阻止功率及其在慢化过程中引起的轫致谱

在高功率、长波长激光与等离子体耦合时将产生大量的超热电子，这些超热电子将通过轫致辐时，与热电子碰撞，以及晕区电场加速快离子损失其能量。在某些典型条件下，分析和估计了每种能耗机制损失能量的分额。给出了快电子在通过激光等离子体的慢化过程中发射轫致谱的解析表达式。用调整参数拟合实验结果的方法，能够得到超热电子的各种信息，诸如它们的温度、能量、数同以及能谱。计算谱与实验谱作了比较。     

超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中超热电子的双叶状角分布

测量了聚焦光强为1016W/cm2的超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中产生的能量大于50?keV的超热电子的角分布和电子能谱.观察到的超热电子角分布明显依赖于激光的偏振特性，在与激光偏振平面平行的平面上超热电子相对于激光入射方向呈对称的双叶状分布.超热电子的能谱显示超热电子的最大能量大于750?keV.以上超热电子的角分布可用一个基于共振吸收机制的模型加以解释. 关键词： 超短脉冲激光 超热电子 微滴 共振吸收     

激光等离子体共振吸收的波碎过程

用理论分析和粒子模拟方法对激光等离子体共振吸收的波碎过程进行了研究．讨论了温度参量对共振吸收的影响，发现在共振区域电子不但会被其在静电波势阱中的振荡加热，也会被朗道阻尼所加热；在低密度区域还存在着湍动加速机制．在一定的功率水平下，可以观察到二次波碎行为     

Pair scattering of electrons in edge channels of opposite chiralities in the presence of a disorder potential

The nonequilibrium transfer of the energy between electrons of counter-propagating quasi-one-dimensional systems has been perturbatively calculated for edge channels in a two-dimensional system in the integer quantum Hall effect. The processes involving two electrons that are allowed only in the system with disorder have been taken into account. Expressions for the cases of Coulomb scattering and transfer of nonequilibrium phonons have been obtained. The energy transferred per unit time has a quasi-threshold dependence on the degree of nonequilibrium of the hot channel. According to numerical estimates for electrons in GaAs, Coulomb scattering processes dominate in the energy transfer and the expected effect can be experimentally observed.     

Coulomb explosion of the hot spot of micropinches

It has been shown that the generation of hard X-ray radiation, electron beam, and high energy ions that have been detected in experiments on compressing pinches can be related to the Coulomb explosion of a micropinch hot spot, which is formed due to the outflow of the material. In the outflow process, the plasma temperature in the hot spot increases and conditions appear for the transition of electrons to the regime of continuous acceleration. The exit of runaway electrons from the hot spot region leads to the creation of a positive bulk charge, then to a Coulomb explosion. Conditions under which electrons pass to the continuous acceleration regime have been determined and estimates of the ion kinetic energy upon a Coulomb explosion have been obtained.     

Relaxation of femtosecond photoexcited electrons in a polar indirect band-gap semiconductor nanoparticle

A model calculation is given for the energy relaxation of a non-equilibrium distribution of hot electrons (holes) prepared in the conduction (valence) band of a polar indirect band-gap semiconductor, which has been subjected to homogeneous photoexcitation by a femtosecond laser pulse. The model assumes that the pulsed photoexcitation creates two distinct but spatially interpenetrating electron and hole non-equilibrium subsystems that initially relax non-radiatively through the electron (hole)-phonon processes towards the conduction (valence) band minimum (maximum), and finally radiatively through the phonon-assisted electron-hole recombination across the band-gap, which is a relatively slow process. This leads to an accumulation of electrons (holes) at the conduction (valence) band minimum (maximum). The resulting peaking of the carrier density and the entire evolution of the hot electron (hole) distribution has been calculated. The latter may be time resolved by a pump-probe study. The model is particularly applicable to a divided (nanometric) polar indirect band-gap semiconductor with a low carrier concentration and strong electron-phonon coupling, where the usual two-temperature model [1-4] may not be appropriate.     

超热电子产生Kα辐射的参数影响

 超短超强激光与固体靶相互作用,可以产生大量的Kα特征谱线发射。这种Kα线光源在背光照相、医学成像和超快诊断等方面具有显著优势。为了寻求获得Kα线高产额的方法,利用ITS蒙卡模拟程序,对超短超强激光产生的超热电子在固体靶中产生的Kα线发射进行了模拟。系统研究了Kα线发射强度随出射角度、靶厚度和超热电子温度等参数的变化情况。研究发现在恒定的激光功率密度或超热电子温度下,存在最佳的靶厚度,使得Kα线光子产额最大,并用模拟结果对已有实验数据进行了解释。     

Transport and Energy Deposition of hot Electrons through the Shock Ignition pre Compressed Target

Shock ignition as an alternative scheme of the laser fusion has the potential of achieving efficient implosion. However, hot electrons produced in result of ignitor‐corona interaction may penetrate deep into the fuel making the compression less effective. Transport and energy deposition of hot electron beam into the dense pre compressed of HiPER target by means of Monte Carlo approach are discussed considering the influence of real density and electron beam characteristics. The target parameters before igniting the hot spot have been extracted from a fluid code and used as the initial profile for Monte Carlo simulations. In comparison with simplified step like density profile, electrons penetrate slightly deeper in the case of real shaped density profile. In addition, deposition zone of a broad spectrum electron beam is wider while, monoenergetic electrons depose their energy locally resulting more maximum energy deposition value. (© 2016 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

高对比度飞秒激光与固体薄膜相互作用硬X射线源的研究

文章作者使用60 fs倍频高对比度激光脉冲聚焦到Cu膜上,发现与基频激光脉冲相比,从激光到KαX射线的能量转化效率(ηk)明显增强.ηk对激光脉冲非线性啁啾上升沿呈现出很强的依赖性,它在激光为100fs负啁啾脉冲时达到最大值.实验表明对超热电子有效的加热导致了ηk的增强.这说明由于能够驱动真空加热机制来增强超热电子的产生,高对比度激光已成为优化ηk的有效工具.这些结果发表在Phys.Rev.Lett.,2008,100:045004上.     

超热电子的产生与输运背向辐射的测量

报道了在20TWfs激光器上采用电子磁谱仪和光学CCD积分成像相机分别对激光固体靶相互作用在靶背方向产生的超热电子能谱及其光学渡越辐射进行的测量。能谱测量结果显示:超热电子能谱呈双温类麦克斯韦分布,拟合的温度分别为90和280keV,平均温度为185keV,这与已知的温度定标率较好地吻合。光学渡越辐射测量结果显示:光学渡越辐射是由于超热电子输运穿越固体靶所致,而辐射区域呈圆盘状、有发散角、有光强分布。如果考虑超热电子的产生和加热机制,则占主导地位的加热机制是共振吸收对电子的加热。