激光場(chǎng)相速度分布與激光加速電子的研究.pdf

1、X354817後旦大學(xué)學(xué)校代碼，10246學(xué)號(hào)：011020346博士學(xué)位論文激光場(chǎng)相速度分布與激光加速電子的研究院專(zhuān)姓系：塑垡塑堡研究所業(yè)：粒子物理與原子核物理名：謝永杰指導(dǎo)教師：霍裕昆教授完成日期：2004年11月1日●搐要究的重要支持。為將光場(chǎng)低相速度的研究深入到更加普遍的情況，以嚴(yán)格證明光場(chǎng)存在低相速度區(qū)。采用角譜分析的方法得到了高斯光束的嚴(yán)格積分解，進(jìn)而采用此精確非近軸積分解研究了光場(chǎng)的楣速度分布。結(jié)果表明對(duì)于腰寬僅有幾倍波長(zhǎng)

2、的強(qiáng)聚焦高斯光束，低相速度區(qū)仍然存在，并且低相速度區(qū)分布的規(guī)律與近軸近似場(chǎng)結(jié)果在本質(zhì)上是一致的。特別當(dāng)激光束腰寬七‰230時(shí)，近軸近似解與精確解重合得很好。對(duì)嚴(yán)格積分解高斯光束進(jìn)行展開(kāi)分析可以看出，近軸近似解相當(dāng)于是精確非近軸解關(guān)于小量s展開(kāi)后的零階近似情況，當(dāng)激光腰寬較大時(shí)，可以用近軸近似解描述光場(chǎng)并得到合理的結(jié)果。目前高功率激光技術(shù)正向著超短、超強(qiáng)的方向發(fā)展，對(duì)于超短脈沖激光其光場(chǎng)已不再可以簡(jiǎn)單的寫(xiě)作空間強(qiáng)度項(xiàng)與時(shí)間脈沖項(xiàng)的乘積。本

3、論文對(duì)這種時(shí)空耦合的超短脈沖光場(chǎng)進(jìn)行了光場(chǎng)傳播及相速度研究。結(jié)果表明，脈沖修正項(xiàng)‰l一(，圓2／kwo(力】2j會(huì)造成光場(chǎng)相速度進(jìn)一步減小，其中‰為激光中心頻率，萬(wàn)為脈沖頻譜寬度。對(duì)于超短脈沖光場(chǎng)，其y0=c曲線將向光束輪廓線內(nèi)側(cè)擴(kuò)展，因此低相速度區(qū)域會(huì)增大，不過(guò)其基本分布規(guī)律與穩(wěn)恒場(chǎng)是一致的。同步加速對(duì)于粒子加速器設(shè)計(jì)是非常重要的。在真空激光加速中，『F是由于光場(chǎng)的相速度和周期性，致使“在真空中自由電子與光束間能否發(fā)生凈能量交換”這一