国防科技大学文理学院物理系, 湖南 长沙 410073
随着激光技术的不断发展,特别是啁啾脉冲放大技术被提出以来,超强激光脉冲驱动的离子加速研究逐渐吸引了国内外科学家们的广泛关注,在离子能量提升、发散角控制和单能性提高等方面相继取得一系列重要进展。由激光与等离子体相互作用产生的离子束具有能量高、脉宽窄和方向性好等特点,具有许多潜在应用。本文通过回顾激光驱动离子加速的研究历程,对离子加速的主要作用机制、基本理论模型、数值模拟和实验研究等进行详细的阐述,同时对激光驱动离子加速的重要应用进行归纳总结。最后根据当前国内外大型激光装置的发展趋势,对极端光场中的离子加速进行展望。
超快光学 光学器件 超强激光 等离子体 离子加速 单能质子束
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
用二维相对论粒子模拟程序(2D-PIC)对强激光与高密度等离子体相互作用中产生的高能质子束及其传播特性进行数值模拟。数值模拟结果表明：密度梯度标长对质子能谱的影响至关重要，增大密度梯度标长厚度，靶后静电场增强，质子的最大能量显著增大；密度梯度标长对从薄靶出射的高能质子束有一定的约束作用，高能质子的加速、准直和发散强烈地依赖于强激光与等离子体之间的空间耦合。
激光光学 强激光与等离子体 高能质子束 密度梯度标长 粒子模拟方法 发散角 激光与光电子学进展
2015, 52(7): 071405
新疆大学物理科学与技术学院， 新疆 乌鲁木齐 830046
超短超强激光与等离子体相互作用中产生的高能质子在激光惯性约束核聚变、新型台面质子加速器以及医学等研究领域已成为广泛关注的热点。超强激光与等离子体相互作用中密度标长对超热电子或高能质子加速影响很大，所以为了确定超热电子或高能质子的加速机制，需要确定等离子体的密度标长。利用粒子模型(PIC)法得到的模拟结果研究了超强激光与等离子体相互作用中高能质子产生的物理机制以及前表面等离子体密度标长对超热电子或高能质子加速的影响。
超快光学 超强激光 高能质子 粒子模型方法 等离子体密度标长 激光与光电子学进展
2011, 48(8): 083201
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
