1 四川大学 物理科学与技术学院, 成都 610064
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 四川大学 高能量密度物理教育部重点实验室, 成都 610064
利用二维PIC粒子模拟程序研究了超短超强激光脉冲与柱腔靶相互作用产生的表面超热电子加速现象.采用光强为1021 W/cm2量级的超高斯激光脉冲掠入射进入柱腔靶,在靶的内壁上观察到了GeV量级的表面超热电子.超热电子束被准静态的电场和磁场约束在内壁表面附近,保证了电子束的准直性,发散角仅为1.6°;并且由于超热电子束在纵向激光电场中加速了mm级的距离,激光到高能电子(>100 MeV)的转换效率达到了26.6%.另外,通过多参数模拟和理论解析讨论了激光的光强以及横向空间分布对这种表面超热电子加速的影响.
超强激光 柱腔靶 PIC模拟 准直超热电子 准静态磁场 表面电子加速 ultra-intense laser tube target PIC simulation collimated fast electrons quasistatic magnetic field surface electron acceleration 强激光与粒子束
2015, 27(7): 072003
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 国防科技学院, 四川 绵阳 621010
提出了一种新型的双锥靶结构用于准单能质子束加速。利用二维PIC粒子模拟程序研究了强激光与双锥靶作用加速产生质子束的物理过程以及质子束品质。双锥靶产生的质子束在峰值能量和发散角度等方面都明显优于相同激光条件下单锥靶和平面靶的结果。尤其与平面靶相比,双锥靶质子束的峰值能量提高了5倍以上,而且很好地保持准单能性。一方面双锥靶的内锥部分是临界密度材料,提高了激光的吸收效率;另一方面双锥靶内形成了更强的准静态磁场,可以约束引导更多的超热电子传输过锥尖,进而增强加速质子束的鞘层电场。
强激光 双锥靶 PIC模拟 准静态磁场 准单能质子束 intense laser double cone target PIC simulation quasistatic magnetic field quasimonoenergetic proton beam 强激光与粒子束
2014, 26(12): 122001
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
基于理论分析和数值模拟，建立了一种用于磁驱动压剪加载中产生纯剪切力的准静态磁场发生器，由4台0.5 mF/15 kV的储能电容器并联而成，通过15 kV/30 kA的半导体硅堆开关，向一对磁体线圈放电，进行模拟分析和实验测试。装置在充电9 kV时，在样品区域获得了上升时间1.34 ms的10 T准静态磁场。测试和分析结果表明在半径7 mm区域内磁场分布不均匀性小于2%，满足磁压剪实验要求。
磁压剪 准静态磁场 磁场均匀性 脉冲功率发生装置 magnetically applied pressure-shear quasi-static magnetic field magnetic field uniformity pulsed power generator
