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

1、短脈沖、強激光和等離子體的相互作用是當(dāng)今熱門問題,因為它有諸多重要的應(yīng)用:例如激光壓縮慣性約束聚變、快點火ICF的設(shè)計、強場物理、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激光脈沖對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、模擬和實驗數(shù)據(jù)對強激光.等離子體相互作用中自發(fā)產(chǎn)生的緩變磁場(包括軸向磁場(B)SZ和環(huán)向部分(B)sθ),與慢

2、變電場(包括徑向電場(E)sr和軸向部分(E)sz)進行擬合,用數(shù)值計算和解析計算解相對論電子動力學(xué)方程,分析電子的加速機制。我們發(fā)現(xiàn),電子約束圓周運動頻率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,對應(yīng)于共振加速。(E)sz對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。
　　 而后,本文研究在n束相干強激光和自發(fā)產(chǎn)生的慢變磁場和慢變電場中,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論動力學(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,這是因為多束相干激光疊加后產(chǎn)生的頻率或拍頻和電子在激光場及