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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 15 毫秒
1.
The effect of ultrastrong magnetic fields generated in a relativistic-intensity subpicosecond laser plasma on the acceleration of fast electrons was studied. It is shown that resonance electrons can continuously accumulate energy from the circularly polarized laser field in the presence of a longitudinal magnetic field. For the linear polarization and a transverse magnetic field, energy accumulation has a pulse-periodic character, and the electron trajectories correspond to electron rotation in the Larmor orbit in a quasi-stationary magnetic field, while the energy strongly oscillates. In both cases, electron energy may attain values higher than 100 MeV for intensities of 1020 W/cm2.  相似文献   

2.
利用二维PIC粒子模拟程序研究了超短超强激光脉冲与柱腔靶相互作用产生的表面超热电子加速现象。采用光强为1021 W/cm2量级的超高斯激光脉冲掠入射进入柱腔靶,在靶的内壁上观察到了GeV量级的表面超热电子。超热电子束被准静态的电场和磁场约束在内壁表面附近,保证了电子束的准直性,发散角仅为1.6°;并且由于超热电子束在纵向激光电场中加速了mm级的距离,激光到高能电子(100 MeV)的转换效率达到了26.6%。另外,通过多参数模拟和理论解析讨论了激光的光强以及横向空间分布对这种表面超热电子加速的影响。  相似文献   

3.
报道了在100TW fs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:超热电子能谱呈单温类-麦克斯韦分布,拟合的温度为107keV;光学渡越辐射(OTR)测量结果显示:OTR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。  相似文献   

4.
利用二维粒子模拟方法,本文研究了超强激光与泡沫微结构镀层靶相互作用产生强流电子束问题.研究发现泡沫区域产生了百兆高斯级准静态磁场,形成具有选能作用的"磁势垒",强流电子束中的低能端电子在"磁势垒"的作用下返回激光作用区域,在鞘场和激光场的共同作用下发生多次加速过程,从而显著提升高能电子产额.还应用单粒子模型,分析了电子在激光场作用下的运动行为,验证了多次加速的物理机理.  相似文献   

5.
报道了在100TW fs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:超热电子能谱呈单温类-麦克斯韦分布,拟合的温度为107 keV;光学渡越辐射(OTR)测量结果显示:OTR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.  相似文献   

6.
用3TW飞秒激光器研究了激光-固体靶相互作用中产生的超热电子的能量分布.超热电子构成各向异性的能量分布:在靶法线方向,超热电子能谱呈类麦克斯韦分布,拟合的温度约为206keV,该方向占主导地位的加速机理是共振吸收;在激光反射方向,超热电子能谱先是出现一个局部的平台,然后逐渐衰减,呈现非类麦克斯韦分布,这是由于几种加热机理共同作用的结果,其中占主导地位的是反射激光对电子的加速.在靶法线方向超热电子的温度和产额均大于激光反射方向超热电子的温度和产额,证明共振吸收机理对电子的加速更有效. 关键词: 飞秒激光 等离子体 超热电子 能谱  相似文献   

7.
Single particle simulations are used to investigate electron acceleration in the laser-cluster interaction, taking into account the Coulomb fields around individual clusters. These Coulomb fields are induced from the cluster cores with positive charge when electrons escape from the cluster cores through ponderomotive push from the laser field. These Coulomb fields enable some stripped electrons to be stochastically in phases with the laser fields so that they can gain net energy from the laser efficiently. In this heating mechanism, circularly polarized lasers, larger cluster size and higher cluster densities make the acceleration more efficient.  相似文献   

8.
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。  相似文献   

9.
应用多光子非线性Compton散射模型,研究了多光子非线性Compton散射对激光等离子体中电子运动的影响,提出了将入射激光和Compton散射光形成的耦合光、耦合光与等离子体产生的自生磁场形成的混合场作为加速电子的新机制,对电子动量和能量方程进行了修正和数值模拟。结果表明,当混合场的电场振幅与磁场振幅相等时,回旋共振电子在与混合场作用时间内能被加速到很高的能量;电子加速能量随耦合光幅值的增大而增大,随电子耦合初始角度的增大而周期变小,随电子横向耦合归一化初始速度的增大,开始时较快增加,之后缓慢增加,最后趋于稳定。  相似文献   

10.
朱卫卫  张秋菊  张延惠  焦扬 《物理学报》2015,64(12):124104-124104
采用单电子模型和经典辐射理论分别对低能和高能电子在线偏振激光驻波场中的运动和辐射过程进行了研究. 结果表明: 垂直于激光电场方向入射的低速电子在激光驻波场中随着光强的增大, 逐渐从一维近周期运动演变为二维折叠运动, 并产生强的微米量级波长的太赫兹辐射; 高能电子垂直或者平行于激光电场方向入射到激光驻波场中, 都会产生波长在几个纳米的高频辐射; 低能电子与激光驻波场作用中, 激光强度影响着电子的运动形式、辐射频率以及辐射强度; 高能电子入射时, 激光强度影响了电子高频辐射的强度, 电子初始能量影响着辐射的频率; 电子能量越高, 产生的辐射频率越大. 研究表明可以由激光加速电子的方式得到不同能量的电子束, 并利用电子束在激光驻波场的辐射使之成为太赫兹和X射线波段的小型辐射源. 研究结果可以为实验研究和利用激光驻波场中的电子辐射提供依据.  相似文献   

11.
刘明伟  龚顺风  李劲  姜春蕾  张禹涛  周并举 《物理学报》2015,64(14):145201-145201
在低密等离子体通道中, 横向有质动力可以有效调制电子的横向振荡过程. 一方面, 横向有质动力可以向外推动电子, 增大电子横向振荡振幅, 减小失相率, 使电子获得能量增益; 另一方面, 横向有质动力也可以通过对失相率的非线性调制来降低失相率, 在电子横向振荡振幅很小的情况下导致激光直接加速. 横向有质动力调制的大小由等离子体密度、激光强度和束宽共同决定. 三维模型结果也证实可以通过参数放大实现激光直接加速, 弥补了准二维模型的局限性.  相似文献   

12.
We theoretically investigate the possibility of electron acceleration during the self-channeled propagation of laser radiation. We consider a new acceleration mechanism associated with the formation of an ion cloud in material (under the ponderomotive force of the laser radiation) that moves together with the laser pulse. We show that the quasi-stationary electric and magnetic fields generated by the moving ion cloud can lead to the acceleration of electrons up to energies of several dozen MeV and to the formation of an electron beam propagating forward coaxially with the laser pulse. The calculated angular distribution of the accelerated electrons is in satisfactory agreement with published experimental results.  相似文献   

13.
飞秒激光-等离子体相互作用中快电子能量分布   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 采用不同量程的电子谱仪与LiF热释光探测器相配合,测量了飞秒激光 等离子体相互作用中产生的快电子能量分布。结果显示快电子能量分布的一致性和多个重要特征与国外同类实验和计算机模拟结果相似。快电子能谱在低能处产生凹陷是由于冷电子的回流产生的;几种加速机制共同作用是能谱在100~350 keV范围内出现平台的原因;快电子的有效温度较好地满足共振吸收的温度定标律是由于反射激光加速与共振吸收机制均是通过朗道阻尼或波破对电子进行加速的。  相似文献   

14.
高品质激光尾波场电子加速器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
激光尾波场电子加速的加速梯度相比于传统直线加速器高了3—4个量级,对于小型化粒子加速器与辐射源的研制具有重要的意义,成为当今国内外的研究热点.台式化辐射源应用需求的提高,特别是自由电子激光装置的快速发展,对电子束流品质提出了更高的要求,激光尾波场电子加速的束流品质和稳定性是目前实现新型辐射源的首要障碍.本文归纳整理了中国科学院上海光学精密机械研究所电子加速研究团队十年来在研制台式化激光尾波场电子加速器过程中采取的方案和取得的进展.例如率先提出了注入级和加速级分离的级联加速方案,通过实验获得了GeV量级的电子束能量;基于级联加速方式利用能量啁啾控制,实验获得世界最高品质的电子束流;通过优化激光系统稳定性和特殊的气体喷流结构,获得稳定的高品质电子束流输出等.这一系列实验结果有利于进一步推进激光尾波场电子加速器的应用.  相似文献   

15.
State-of-the-art petawatt laser beams may be focused down to few-micron spot sizes and can produce violent electron acceleration as a result of the extremely intense and asymmetric fields. Classical fifth-order calculations in the diffraction angle show that electrons, injected sideways into the tightly focused laser beam, get captured and gain energy in the GeV regime. We point out the most favorable points of injection away from the focus, along with an efficient means of extracting the energetic electron with a static magnetic field.  相似文献   

16.
Laser wake field acceleration: the highly non-linear broken-wave regime   总被引:2,自引:0,他引:2  
We use three-dimensional particle-in-cell simulations to study laser wake field acceleration (LWFA) at highly relativistic laser intensities. We observe ultra-short electron bunches emerging from laser wake fields driven above the wave-breaking threshold by few-cycle laser pulses shorter than the plasma wavelength. We find a new regime in which the laser wake takes the shape of a solitary plasma cavity. It traps background electrons continuously and accelerates them. We show that 12-J, 33-fs laser pulses may produce bunches of 3×1010 electrons with energy sharply peaked around 300 MeV. These electrons emerge as low-emittance beams from plasma layers just 700-μm thick. We also address a regime intermediate between direct laser acceleration and LWFA, when the laser-pulse duration is comparable with the plasma period. Received: 12 December 2001 / Published online: 14 March 2002  相似文献   

17.
Detailed experimental observations on the microwave plasma interaction in a nonuniform plasma with weak magnetic field (?/? ? 10-2) have revealed that high-energy electrons are produced by a process of the VP × B acceleration, where ? and ? are, respectively, electron cyclotron and microwave frequencies. The maximum energy of hot electrons increases almost linearly to about 1 keV with the RF power up to 8 kW. Hot electrons are produced from typically two regions; one in the underdense region (several centimeters down the critical layer for the resonance absorption) and the other in the resonance absorption area. The theoretical predictions have interpreted the experimental results in reasonable agreement.  相似文献   

18.
激光光泵碱金属磁力仪具有很高的灵敏度,测量范围可以从地球磁场到生物磁场。给出了铯(Cs)光泵磁力仪的理论分析和系统设计以及磁场梯度测量原理,铯原子能级在I—J耦合时形成超精细结构,在外磁场的作用下超精细结构进一步产生塞曼分裂形成塞曼子能级,利用激光泵浦和射频磁场能够使电子在超精细结构中进行能级跃迁,产生光磁双共振的结果,最终通过共振频率就能够达到精确测量外磁场的目的。  相似文献   

19.
Studies of phenomena accompanying the interaction of superstrong electromagnetic fields with matter, in particular, the generation of an electron–positron plasma, acceleration of electrons and ions, and the generation of hard electromagnetic radiation are briefly reviewed. The possibility of using thin films to initiate quantum electrodynamics cascades in the field of converging laser pulses is analyzed. A model is developed to describe the formation of a plasma cavity behind a laser pulse in the transversely inhomogeneous plasma and the generation of betatron radiation by electrons accelerated in this cavity. Features of the generation of gamma radiation, as well as the effect of quantum electrodynamics effects on the acceleration of ions, at the interaction of intense laser pulses with solid targets are studied.  相似文献   

20.
利用PIC(particle-in-cell)方法模拟研究了超短强激光与锥型三明治结构靶相互作用快电子束的产生和传输,并与锥通道靶、锥丝靶和锥靶在相同激光参数下的作用结果进行了比较.研究发现强激光与锥三明治靶作用产生的快电子能被不同密度材料产生的准静态界面强磁场有效地准直传输.相对其他三种锥型结构靶,锥三明治靶能产生更多数目及更高能量的快电子,提高了激光到快电子的能量转换效率和快电子束的品质,这对快点火能量沉积是有利的.  相似文献   

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