网站大量收购独家精品文档,联系QQ:2885784924

超强激光驱动离子加速的理论和数值模拟的研究.pdf

超强激光驱动离子加速的理论和数值模拟的研究.pdf

  1. 1、本文档被系统程序自动判定探测到侵权嫌疑,本站暂时做下架处理。
  2. 2、如果您确认为侵权,可联系本站左侧在线QQ客服请求删除。我们会保证在24小时内做出处理,应急电话:400-050-0827。
  3. 3、此文档由网友上传,因疑似侵权的原因,本站不提供该文档下载,只提供部分内容试读。如果您是出版社/作者,看到后可认领文档,您也可以联系本站进行批量认领。
查看更多
Ph.D. Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University The theoretical and numerical simulation research for Ultra-intense Laser-driven ion acceleration Candidate: Jin-Lu Liu Department: Physics Supervisor: Prof. Zheng-Ming Sheng Major: Optics Shanghai Jiao Tong University May 2013 万方数据 万方数据 万方数据 上海交通大学博士论文 摘 要 随着激光技术的进步尤其是啁啾脉冲放大 (Chirped Pulse Amplification, CPA) 技术 的发明,使人类可以在实验室里获得前所未有的超强光场条件,这极大地拓宽了光与物 质相互作用的研究领域,进入到强相对论非线性光学。这一领域有着十分丰富的研究内 容,诸如激光电子加速、激光离子加速、高次谐波与阿秒脉冲产生、激光核物理,甚至 非线性真空物理等等。研究的应用前景也十分广阔,不仅能为人们提供高能粒子源,高 能辐射源,还为人们探测超快物理现象打开了未知的大门。在激光物质相互作用众多的 研究分支中,激光离子加速最依赖于也最受惠于激光光强的迅速提高。由于离子的质量 相比于电子要大得多,因此对其的加速也比电子困难得多。迄今人们提出了激光驱动离 子加速的一些机制,如靶后法向鞘层加速 (TNSA) 、辐射压加速 (RPA) 、介于上述两者 之间的所谓 BOA 机制、无碰撞静电冲击波加速等。但这些加速机制存在着最大离子能 量低、单能性差,加速所得离子能量转化效率低、或者对激光参数的要求极高以至于难 以在实验室实现等问题,与实际应用要求还存在着较大差距,亟须提出实用的方案,获 得具有实用性的高品质离子束。基于这一背景,本论文研究了激光离子加速的主要理论 机制,从激光直接加速离子、激光与固体密度等离子体靶相互作用、新型固体靶设计等 角度提出了多种加速方案。主要工作如下: 1. 基于平面波角谱分析方法,提出精确满足 Maxwell 方程组的矢量光场解析解。将这 个解用于描述径向极化 Laguerre-Gaussian 激光场,发现当激光束腰半径小于波长时, 我们的解所得到的纵向电场可以显著大于横向电场。结合我们的方法,利用泰勒级 数展开得到紧聚焦少周期径向极化激光脉冲在真空中传播的解析解。与先前已经大 量研究的基于傍轴近似的解描述激光脉冲相比较,无论光束束腰半径较小或者较大 (与波长相比较)都有着显著的不同。利用我们的解对径向极化少周期激光脉冲的 电子加速进行研究,发现我们的解得到的电子能量显著大于采用傍轴近似解所得到 的结果。 I 万方数据 上海交通大学博士论文 2 . 利用上一章的方法得到紧聚焦径向极化啁啾激光脉冲的解析解,研究径向极化啁啾 强激光脉冲对质子进行直接加速,发现在该种激光脉冲中加入合适的负啁啾可以有 22 2 效地对质子进行直接加速。在激光强度约为 10 W/cm ,入射质子能量为45MeV 时, 经过激光加速获得的能量达到近 GeV 。 3. 目前大部分的离子加速实验都是基于TNS

文档评论(0)

liybai + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档