周期量級線偏振激光場中電子輻射特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著高功率超短激光脈沖的問世，通過緊聚焦使得激光強(qiáng)度達(dá)到相對論光強(qiáng)已成為可能，而 PW（拍瓦）級激光器的出現(xiàn)使得激光強(qiáng)度甚至可以達(dá)到更強(qiáng)的水平。作為一種全新的X射線輻射源，強(qiáng)激光脈沖作用下相對論電子的激光同步輻射因其具有可維持性、小型化、高亮度、超短脈沖、應(yīng)用前景廣等特點(diǎn)而被廣泛研究。要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用，需要徹底理解超短超強(qiáng)激光脈沖與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的各種非線性現(xiàn)象。
　　本論文主要對周期量級超短超強(qiáng)激光脈沖與電子的相互作用進(jìn)行了研

2、究，具體如下：
　　1.采用單電子模型對周期量級強(qiáng)激光脈沖作用下電子運(yùn)動狀態(tài)及其輻射特性進(jìn)行了理論及數(shù)值研究，其結(jié)果表明電子的運(yùn)動狀態(tài)強(qiáng)烈依賴于激光脈沖的初始相位，從而導(dǎo)致許多顯著的周期量級強(qiáng)激光脈沖場中電子運(yùn)動及其輻射的相位敏感性。
　　2.基于經(jīng)典輻射理論，采用單電子模型對周期量級激光脈沖與高能電子對撞過程中電子輻射的空間與頻譜特性進(jìn)行了理論與數(shù)值研究。研究結(jié)果表明輻射大部分集中在以后向散射方向?yàn)橹行牡囊粋€尖銳的圓錐中。

3、研究還發(fā)現(xiàn)周期量級激光脈沖的脈寬越短，后向散射的頻譜寬度越寬，頻率中心處強(qiáng)度越弱。
　　3.基于經(jīng)典相對論理論和電子相對論動力學(xué)，線偏振周期量級超快激光脈沖的非線性湯姆遜散射的空間和頻譜特性在理論和數(shù)值上已經(jīng)被廣泛研究。對于脈寬只有幾個周期的激光脈沖，其初始相位對電子的相對論運(yùn)動產(chǎn)生顯著影響。非線性湯姆遜散射的輻射特性也表現(xiàn)出明顯的對初始相位敏感的特點(diǎn)。對于大多數(shù)初始相位，在x-y平面和y-z平面的輻射角對稱分布是被打破的，比如著