超強超短脈沖激光-等離子體中高能電子的加速.pdf

1、對超強超短脈沖激光一等離子體中高能電子加速的研究，有著非常重要的應(yīng)用前景，吸引了許多科學(xué)工作者對其不斷探索。本文是在考慮了呈高斯分布的激光脈沖的基礎(chǔ)上，從電子分布函數(shù)著手研究了高能電子的產(chǎn)生和分布情況。 本文全面分析了在不同的超強超短脈沖激光作用下電子的運動軌跡。對于無脈沖形狀的激光平面波是從考慮了相對論效應(yīng)的Lorentz方程和能量方程出發(fā)，得到了電子的運動軌跡方程表達式，在縱向平均速度參照系下該電子的軌跡呈現(xiàn)“8”字形；對于

2、高斯型單色激光平面波是從相對論Hamilton．Jacobi方程出發(fā)，得到激光平面波在脈沖前沿加速電子而脈沖后沿減速電子，電子能量增益為零；而對于高斯型單色激光非平面波是從拉格朗日運動方程和能量方程出發(fā)，通過四階Runge—Kutta法數(shù)值求解，得到電子在縱向有質(zhì)動力、橫向電場作用下加速電子，最后在強大的橫向有質(zhì)動力作用下從脈沖側(cè)面散射出去，可以獲得很大能量增益 本文得到了相應(yīng)的電子瞬時動量解析表達式。以高斯型超強超短脈沖激光平

3、面波為例，利用得到的瞬時動量和相應(yīng)的能量表達式推導(dǎo)了電子隨瞬時能量的分布函數(shù)。本文考慮電子初始溫度不高(約lOOeV)以及脈沖長度很短(約4．6個激光波長)時，也能得到兩群高能電子群；在脈沖長度極短(僅有20個激光波長)和電子初始溫度不太高的情況下，就有明顯的三群高能電子群出現(xiàn)，且如果激光功率密度大于5×1018wcm-2時，高能電子的溫度也達到MeV。詳細討論了上述兩種情況高能電子群產(chǎn)生的機理以及物理參量對其影響。 本文從理論