超高能粒子加速的新途径——调相聚焦激光加速器

激光加速器的最主要特点是光频波长较微波短,我们由电动力学基本理论对激光加速器进行了分析,提出利用调相聚焦激光轴对称焦斑电场来加速带电粒子,在一定条件下,存在着稳定加速区,无需外加聚焦透镜,聚焦加速电场的相速度大于光速,通过沿轴向每隔一定距离(称为调相距离)改变一下入射激光束的光程,使到轴上激光的相位仍处于稳定加速区,粒子就可获得持续稳定的加速,在机计算表明,在一定的聚焦能力下,调相距离可达波长量级,当入射脉冲激光功率密度为5×10¹⁰瓦/厘米²时,其加速能力可达90GeV/米,比目前微波加速器高约4个量级,加速器尺寸也可有相应量级的缩小,投资可大幅度下降,因此容易实现把粒子加速到超高能区,它既可加速质子,也可加速电子,此外,还具有加速短寿命粒子等优点,由于工作波长短,束流强度可能比目前加速器弱些。