双光束对高能电子的捕获特性

为了在实验上增强非线性强场效应的信号强度,基于电子在强激光束上的非弹性散射,提出一种双光束捕获电子的方案,目的是通过延长电子和强场相互作用时间来提高非线性过程发生总概率,实现观测信号的增强。数值模拟结果表明,捕获后的电子和强激光场的相互作用时间可延长10倍以上。     

高能激光环形光束近场和远场传输特性

为满足高能激光环形光束在近场区和远场区的实际应用需求,从电磁波衍射积分方程出发,推导了环形光束光场分布和远场光强分布表达式,并对光场分布和光强分布进行了分析,得到光强分布与高斯光束的有限孔径大小、中心遮拦比和传输距离的关系.引入大气湍流场景,采用相位屏法对环形光束在不同湍流强度下的大气传输进行了数值模拟和分析,研究了受大气湍流影响远场光斑畸变、光斑破碎、光束扩展和漂移等的增强现象.最后开展了环形光束近场区大气传输数值模拟和实验,结果表明:随着传输距离的增加,光斑中心光强越来越强,光斑逐渐趋于均匀,平均光强呈类高斯分布,近场区环形光束扩散和光斑畸变现象受大气湍流影响而增强.     

锥形光场对电子的加速效应

采用解析计算和数值模拟研究了一种径向极化轴对称激光场对电子的加速效应.讨论了与电子加速有关的定标规律及电子束在光场中的传输特性和束流品质.     

高能电子三维成像技术实验研究

高能电子成像技术被首次提出作为温稠密物质和惯性约束聚变实验研究的高时空分辨诊断工具之一,现已通过前期实验证明其对中尺度科学诊断的可行性.为了进一步提高高能电子成像技术诊断样品的能力,来获取样品内部信息,将高能电子成像技术和三维重建算法结合,提出了高能电子三维成像技术.本文主要通过实验研究了高能电子三维成像技术的可行性....     

反射镜热畸变对高能激光系统输出光束质量的影响

高能激光系统中,反射镜镜面热变形会使系统的输出光强和波前分布不均匀性加剧,从而导致输出光束质量的下降。建立了复杂镜面光线追迹的模型,使用Fresnel衍射公式和光线追迹的方法,研究了高能激光系统内通道不同数量22．5。反射镜对输出光束质量的影响。该方法和部分结果对高能激光系统激光器的优化设计,激光内通道冷却方式以及自适应光学校正能力设计参数的选取具有一定的参考价值。     

基于代数重建算法的高能电子三维成像研究

本工作将代数重建算法应用于新兴发展的高能电子成像技术开展三维成像研究,实现对样品靶物质内部结构信息的精确诊断.通过蒙特卡罗程序及粒子追踪程序模拟高能电子成像过程,包括电子束与靶物质相互作用过程,获得样品靶物质成像角度下的高能电子二维成像结果.利用代数迭代重建ART(Algebraic Re-construction T...     

高能超音速氧碘化学激光光束质量的测量

概述了在千瓦级ＵＲ－９０腔的氧碘化学激光实验装置上进行的光束质量测量的实验，测试结果表明。     

高能超音速氧碘化学激光光束质量的测量

概述了在千瓦级UR-90腔的氧碘化学激光实验装置上进行的光束质量测量的实验,测试结果表明,UR-90腔是改善氧碘化学激光光束质量的重要手段。     

高能电子辐射下聚四氟乙烯深层充电特性

介质深层充放电现象是诱发航天器异常故障的重要因素之一.分析了高能电子辐射下介质内部电荷沉积、能量沉积特性和电导特性,考虑了真空与介质界面电荷对电场分布的影响,建立了介质二维深层充电的物理模型,并基于有限元方法实现了数值计算.计算了高能电子辐射下聚四氟乙烯的深层充电特性.结果表明:真空环境下,介质的表面存在较弱的反向电场,随着介质深度增大,电场减小至零,随后逐渐增大,最大值出现在靠近接地附近,但在接地点,电场存在小幅降低.分析了不同辐射时间下(1 h,1 d,10 d和30 d),介质内部最大电位和最大电场的时空演变特性.随着辐射时间的增加,最大电位由-128V增加至-7.9×104V,最大电场由2.83×105V·m-1增加至1.76×108V·m-1.讨论了入射电子束流密度对最大电场的影响,典型空间电子环境(1×10-10A·m-2)下,电子辐照10 d时,介质内部最大电场为2.95×106V·m-1.而恶劣空间电子环境(2×10-8A·m-2)下,电子辐射42 h,介质内部最大电场即达到108V·m-1,超过材料击穿阈值(约为108V·m-1),极易发生放电现象.该物理模型和数值方法可以作为航天器复杂部件多维电场仿真的研究基础.     

高能光纤激光经准直系统后的光束质量研究

应用光线光学的理论,对透镜的几何像差、热非线性等因素对光纤激光光束质量的影响进行了分析和计算,给出了激光通过多透镜光学系统后,光束质量参数M²与系统参数的一般关系. 研究了高能光纤激光通过准直系统后的光束质量. 研究结果表明,随着激光功率的增大,经准直系统后光束的光束质量存在最佳值,其对应的激光功率与准直系统参数有关,为高能光纤激光准直系统的设计提供了参考. 关键词： 高能光纤激光 光束质量 准直系统 光线光学     

Simulation of Electron Temperature in Argon Clusters Subjected to Intense Laser Fields

Argon clusters subjected to intense femtosecond laser pulses are ionized by the optical fields and inelastic electron-ion collisions. The cluster plasmas absorb the laser energy through collisional inverse bremsstrahlung, leading the argon cluster plasmas to very hot states. The calculated electron temperature in the clusters indicates that the intense laser-cluster interactions are more energetic than interactions with molecules.     

Simulation of Electron Temperature in Argon Clusters Subjected to Intense Laser Fields

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｕｌｔｒａｓｈｏｒｔｉｎｔｅｎｓｅｌａｓｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈａｔｏｍｉｃｃｌｕｓｔｅｒｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ[1].Ｔｈｅａｔｏｍｉｃｃｌｕｓｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｓａｆｅｗｔｏｍｉｌｌｉｏｎｓｏｆａｔｏｍｓａｎｄｔｈｕｓａｐｐｅａｒｓｔｏｂｒｉｄｇｅｔｈｅｇａｐｂｅｔｗｅｅｎａｍｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄａｂｕｌｋｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｆｏｒｍｏｆｍａｔｔｅｒ.Ｔｈｅｉｎｅｒｔｇａｓｃｌｕｓｔｅｒ…     

Electron Acceleration by Beating of Two Intense Cross-Focused Hollow Gaussian Laser Beams in Plasma

This paper presents propagation of two cross-focused intense hollow Gaussian laser beams(HGBs) in collisionless plasma and its effect on the generation of electron plasma wave(EPW) and electron acceleration process,when relativistic and ponderomotive nonlinearities are simultaneously operative. Nonlinear differential equations have been set up for beamwidth of laser beams, power of generated EPW, and energy gain by electrons using WKB and paraxial approximations. Numerical simulations have been carried out to investigate the effect of typical laser-plasma parameters on the focusing of laser beams in plasmas and further its effect on power of excited EPW and acceleration of electrons. It is observed that focusing of two laser beams in plasma increases for higher order of hollow Gaussian beams,which significantly enhanced the power of generated EPW and energy gain. The amplitude of EPW and energy gain by electrons is found to enhance with an increase in the intensity of laser beams and plasma density. This study will be useful to plasma beat wave accelerator and in other applications requiring multiple laser beams.     

超短强激光脉冲驱动等离子体波加速电子方案

随着超短脉冲激光技术的发展, 人们可以在台面尺度获得光强超过10¹⁸W/cm²、脉宽小于100fs的超短脉冲激光.超短脉冲激光很容易把静止的电子加速到兆电子伏的能量. 而更重要的是超短激光脉冲可以通过其有质动力激发大振幅的等离子体波(称为激光尾波场), 后者可以在毫米空间尺度把电子加速到上百兆电子伏的能量.文章将介绍激光尾波场加速电子的物理机制和方案、这个领域的最新进展、以及目前存在的问题.     

高强激光直接驱动的压缩激波

针对高强激光辐照下的等离子体，研究了当光压超过热压时等离子体沿光压梯度压缩半直接驱动激波的过程。文中措助活模型计算了激光直接驱动激波的阈值及各流体动力学参量的理论定标律。     

超短脉冲强激光场中电子剩余能计算

为了控制光场感应电离等离子体的温度以使得基于光场感应电离机制的X射线激光辐射获得更高的增益值,利用准静态隧道电离模型,定量计算了电子剩余能量与激光偏振参量、波长(频率)、激光强度以及电离介质电离能的变化关系。计算结果表明线偏振短波长激光以及高电离能介质产牛的等离子体中电子剩余能比较低,因此适合用作复合机制X射线激光;对于低价离子存偏振度α介于0～1之间的某一处最高,因此,可以通过调整偏振度α,获得某一椭圆偏振光,会更有利于基于光场感应电离电子碰撞机制X射线激光增益的提高。     

电子在强聚焦激光场中的动力学轨道

模拟研究了具有一定初态能带的相对论电子在强聚焦激光场中的动力学特性，发现激光场强达a0=eE／m，cw≥5，有三种典型的动力学轨道：电子俘获加速轨道CAS（Capture＆Acceleration Scenario），非弹性散射轨道IS（Inelastic Scattering），电子穿进轨道PARM（Penetrate into Axial Region and Move）。发现穿进轨道PARM的出现强烈依赖于腰宽w0，住膛宽较小（激光腰宽w0≤30）时较明显，其出现与紧聚焦激光场衍射效应较强有火。在腰宽较小时，随着脉冲长度的减小，PARM的出现概率减小，而IS的出现概率增大。本文探讨了三种轨道物理机制的区别。为聚焦激光场加速电子提供参考。     

强激光和稠密等离子体相互作用产生的三次谐波

研究了超强激光和均匀及线性梯度高密度等离子体相互作用产生的三次谐波，特别研究了等离子体密度为四倍临界密度时的情形，这可能是用相对论效应产生高效谐波的最佳密度。     

Spatial Arrangement of Small Particles by Imaging Laser Trapping System

We describe spatial arrangement of polystyrene latex using a microscopic imaging system. A reduced photomask pattern is imaged on the particles in a water-filled cell so that polystyrene spheres align in a two-dimensional pattern. Calculating the forces exerted on the spheres by isolated line pattern, we investigated an optimum size for sphere diameter and the line width of the patterns. We are able to align spheres in real-time by this technique.