1 苏州大学 现代光学技术研究所,江苏 苏州 215006
2 江西科技师范学院 省光电子与通信重点实验室,江西 南昌 330013
3 3. 中国科学院 上海光学精密机械研究所,上海 201800
4 中国科学院 上海光学精密机械研究所,上海 201800
采用相对论Lorentz方程,数值计算了高能电子在线极化激光驻波场中的运动过程。计算结果表明,电子能量存在一个临界值,能量超过临界值的入射电子在驻波场中振荡运动的稳定平衡位置由波节变成波腹。在波腹处平行于电场入射的高能电子在强电场作用下速度和能量快速振荡,其振幅包络近似为余弦函数。而在波节处垂直于磁场入射的电子仅在Lorentz力作用下快速振荡,在穿过驻波中心前获得能量,穿过中心后失去能量,电子出射后能量均保持不变。
电子运动 能量变化 激光驻波 快速振荡 electron motion energy change laser standing wave rapidly oscillation
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
用二维particle-in-cell (PIC)粒子模拟程序研究了等离子体初始温度对强激光与物质相互作用过程中高能质子产生的影响。观察到不同的等离子体初始温度会影响靶前激波的形成时间, 进而影响质子产额。数值模拟显示当等离子体初始温度适度增大时可以得到更高的质子产额。
激光等离子体 高能质子 粒子模拟 等离子体温度 激波
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
基于真空中单电子运动模型,编程计算得到了高斯激光脉冲与初始位于激光传播轴上电子的相互作用结果。不同激光参量条件下,得到了电子的能量增益与激光强度、焦斑大小和脉冲宽度关系。结果表明,高斯激光脉冲焦斑较大时,电子没有明显的能量增益,高斯激光脉冲焦斑太小时,电子也没有明显的能量增益。电子的能量增益有一个最佳焦斑大小。在相同激光强度下, 电子能量增益的最佳焦斑大小随脉冲宽度的增大而增大,但最佳焦斑大小与脉冲宽度的比值基本上是不变的。
激光光学 电子加速 有质动力 单电子运动模型
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海,201800
2 华中科技大学激光技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074
采用单电子模型研究了圆偏振飞秒脉冲激光作用下电子振荡导致的谐波辐射频谱的特性.研究发现随着激光强度的增加,电子在激光场中运动的相对论效应可以导致谐波辐射,并且发现谐波辐射频谱随着激光强度的增加发生了展宽和红移.电子与强激光脉冲相互作用,电子除了在激光场的作用下做横向振荡运动之外,激光脉冲的纵向有质动力对电子还有推动作用,这是产生谐波频谱红移的原因,而谐波辐射频谱展宽是由电子纵向速度的变化引起的.分析激光场中电子在不同方向的辐射频谱表明:随着谐波阶数的升高,红移在有规律地变大;在θ＝3π/4方向上电子频谱的红移比θ＝π/2方向上更明显.
谐波辐射 展宽 红移 飞秒激光 Harmonic emission Broaden Redshift Femtosecond laser 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1761
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海,201800
2 华中科技大学激光技术国家重点实验室,湖北,武汉,430070
3 复旦大学光科学与工程系,上海,200433
研究了逆流相对论电子与激光脉冲相互作用获得激光同步辐射的频率上移、微分散射截面等特性.发现逆流相对论电子与短脉冲激光相互作用,可以获得阿秒X射线辐射脉冲.短脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移与长脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移是完全一致的,同时发现随着入射电子初始能量的增加,散射光的准直性越来越好,后向散射光脉冲的脉宽越来越短.
阿秒脉冲 X射线 激光同步辐射 频率上移 后向散射 Attosecond pulse X-ray Laser synchrotron radiation Frequency upshifting Backscattering 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1630
1 国防科学技术大学,理学院,应用物理系,湖南,长沙,410073
2 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
对线极化、圆极化的超短超强激光脉冲与靶前有一段低密度预等离子体的固体靶的相互作用进行了理论和粒子模拟研究.激光通过有质动力加速机制加速预等离子体中的电子,研究了电子获得的最大能量随激光强度和预等离子体密度的变化.当激光脉冲与靶直接作用时,靶中的电子由于J×B机制而得到加速,所获得的能量比预等离子体中电子低.研究表明,在超短超强激光脉冲与固体靶相互作用中,预等离子体的存在有利于高能电子的产生.
超短超强激光脉冲 有质动力加速 预等离子体 高能电子 Ultra-short ultra-intense laser pulse Ponderomotive acceleration Pre-plasma High energy electron
1 四川大学物理系,成都,610064
2 西北核技术研究所,西安,710024
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
分析了相对论条件下激光超短脉冲在等离子体中的传输特性,在傍轴近似和慢变振幅近似条件下,推导了折射率、电子密度、静电场以及电子空腔尺度的表达式.当激光功率超过产生自导引阈值功率时,激光束斑沿着传输光轴方向振荡.在有质动力产生的压力非常强时,聚焦光束中央部分的电子被全部排开形成电子空腔.给出了电子空腔的尺寸以及在出现电子空腔时的处理方法.在超过形成电子空腔的阈值功率(Pc≈2.5TW)时,空腔的尺度几乎与激光功率无关,这意味着电子空腔阻止了激光脉冲的进一步聚焦.
相对论 激光超短脉冲 低密度等离子体 自导引 电子空腔
中国科学院上海光学精密机械研究所强光光学开放实验室,上海,201800
研究了在稀薄等离子体中强激光激发尾波场的情况,发现尾波场的激发与入射激光的脉冲宽度有共振现象.在光强很小情况下,共振所需要的入射激光脉冲宽度为??λ????p/2,随着光强的增大共振激光脉冲宽度减小.同时发现在稀薄等离子体中激发的尾波势场与等离子体的密度几乎无关,而激发的尾波场最大电场强度与等离子体的密度有关.
稀薄等离子体 尾波场 共振条件
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强光光学开放实验室,上海,201800
2 西北核技术研究所,西安,710024
分别讨论了在非相对论条件下短脉冲和长脉冲激光在完全电离的等离子体中的传播持性.短脉冲情况下,激光的有效瑞利长度会增加,但不会出现自导引;长脉冲激光的传播取决于激光功率和等离子体温度之比,当该比值超过一定阈值时会出现自导引现象,激光束被限制在一个相对稳定的通道内,其半径对光束的初始半径有很强的依赖性.
等离子体 强激光 有效瑞利长度
中国科学院上海光学精密机械研究所强光光学开放研究实验室, 上海 201800
从能流分析出发, 对飞秒超短脉冲激光与金属平面靶相互作用的机制进行了理论研究, 对其中主要物理过程的能流损耗作了详尽的分析, 并根据一维、 双温热扩散模型推导了自由电子温度随时间变化的函数关系。 并从理论上推导了超短脉冲近似假设成立的脉宽范围和在此条件下自由电子所能达到的最高温度表达式。
飞秒超短脉冲激光 激光微加工 激光与金属相互作用
