在多束強(qiáng)激光和等離子體自發(fā)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中電子的共振加速.pdf

1、短脈沖、強(qiáng)激光和等離子體的相互作用是當(dāng)今熱門問題,因?yàn)樗兄T多重要的應(yīng)用:例如激光壓縮慣性約束聚變、快點(diǎn)火ICF的設(shè)計(jì)、強(qiáng)場(chǎng)物理、X射線激光和新型高能激光等離子體加速器等,而這些都和強(qiáng)激光加速等離子體中的電子有關(guān)。
　　 首先,本文研究單束圓偏振強(qiáng)激光脈沖對(duì)低密度等離子體通道中電子的共振加速?；趩坞娮幽Ｐ?利用理論、模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)強(qiáng)激光.等離子體相互作用中自發(fā)產(chǎn)生的緩變磁場(chǎng)(包括軸向磁場(chǎng)(B)SZ和環(huán)向部分(B)sθ),與慢

2、變電場(chǎng)(包括徑向電場(chǎng)(E)sr和軸向部分(E)sz)進(jìn)行擬合,用數(shù)值計(jì)算和解析計(jì)算解相對(duì)論電子動(dòng)力學(xué)方程,分析電子的加速機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn),電子約束圓周運(yùn)動(dòng)頻率ωβ與(B)sz,(B)sθ,(E)sr,(E)sz,r(與軸垂
　　 直距離),和vz(縱向速度)有關(guān)；電子的共振加速不僅依賴于激光脈沖強(qiáng)度(∝α02),也依賴于激光頻率與ωβ的比值:當(dāng)比值接近(整數(shù))1,對(duì)應(yīng)于共振加速。(E)sz對(duì)電子從激光脈沖獲得的凈能量大小的影響并不

3、是線性的,存在著最佳極值點(diǎn)。
　　 而后,本文研究在n束相干強(qiáng)激光和自發(fā)產(chǎn)生的慢變磁場(chǎng)和慢變電場(chǎng)中,電子的加速。利用參數(shù)(B)sz,(B)sθ,以及(E)sr,的擬合值,用數(shù)值法求解單電子的相對(duì)論動(dòng)力學(xué)方程。我們發(fā)現(xiàn),電子在每束振幅為α0/n的n束有特定頻率差的激光(或相當(dāng)一束振幅為α0內(nèi)含n個(gè)特定頻率差的激光)中被加速和凈加速的效果比只用一束振幅為α0的單頻激光來得高,這是因?yàn)槎嗍喔杉す獐B加后產(chǎn)生的頻率或拍頻和電子在激光場(chǎng)及