新疆大学 物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046
采用相对论电磁粒子模拟程序研究了飞秒激光等离子体相互作用中产生的电流密度、电场和自生磁场的发展演化过程。介绍了电子的非局域热输运的基本特性以及激光加热过程中温度烧蚀前沿稠密等离子体子区的预热效应、临界面附近的限流效应，以及冕区的反扩散与限流效应，得到了经典Spitzer-Harm理论描述的电子热传导随自生磁场的演化情形。数值模拟表明: 在线性强激光作用下，由于电子初始时刻的无规则热运动，在等离子体上激发电磁不稳定性，而不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量，同时对在激光有质动力推开电子时形成的超热电子能量输运产生抑制作用。
电流密度 电场 磁场 饱和自生磁场 电子热传导 粒子模拟法 current density electric field magnetic field saturated magnetic field electron thermal conduction particle-in-cell method 强激光与粒子束
2014, 26(9): 092007
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利用粒子模拟程序,模拟研究了超强激光与等离子体相互作用中的电子束流不稳定性的产生机制,得到了不稳定性所激发的自生磁场的线性增长率与各向异性参数之间的函数关系。观察到了激光与等离子体相互作用时产生的饱和自生磁场在表面领域上的演化过程,发现沿x方向出现的电流比较大时,饱和自生的磁场在z方向的发展比较快,临界面附近较大,但随着深度的增加,逐渐以指数形式减少。
超强激光脉冲 等离子体 粒子模拟法 饱和自生磁场 ultraintense laser pulses plasma PIC simulation saturated magnetic field
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用3维粒子模拟程序研究了相对论强激光和高密度等离子体相互作用引起的电磁不稳定。数值模拟表明,在线偏振强激光作用下,等离子体表面出现了电磁不稳定性。形成的不稳定结构随时间发展和激光功率密度的增加进一步深入到等离子体内部,最终使等离子体表面处激发饱和自生磁场。这种由电子速度各向异性而产生的自生磁场对激光有质动力推开电子时所形成的电子热流产生抑制作用,并将直接影响电子加速效率。
激光聚变 快点火 Weibel不稳定性 粒子模拟法 饱和自生磁场 电子热传导 laser fusion fast ignition Weibel instability particle-in-cell metod saturated magnetic fields electron thermal conduction
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利用相对论电磁粒子模拟程序研究了超强激光与等离子体相互作用过程中产生的自生磁场和电子热输运特性。讨论了自生磁场产生机制和非线性饱和过程。给出了自生磁场的线性增长率和各向异性参数之间的函数关系，用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。细致研究这些过程对更好的理解快点火物理中自生磁场的产生、超热电子热输运等过程有重要意义。
激光光学 激光惯性约束聚变 快点火 超强激光脉冲 Weibel不稳定性 粒子模拟法 饱和自生磁场 激光与光电子学进展
2012, 49(7): 071402
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利用粒子模拟法对超强激光与等离子体相互作用中产生的Weibel不稳定性及其产生机制进行了详细的研究。给出不稳定性的线性色散关系和饱和磁场与各向异性参数之间的函数关系, 发现Weibel不稳定性的存在使超强激光在等离子体中激发的自生磁场饱和, 饱和自生磁场的存在使粒子速度分布在激光传播方向上表现出各向异性。讨论了Weibel不稳定性的线性和非线性饱和过程, 对更好地理解快点火物理中自生磁场的产生、快电子输运等过程有重要意义。
超强激光脉冲 激光等离子体 Weibel不稳定性 粒子模拟法 饱和自生磁场 ultraintense laser pulses laser plasma Weibel instability particle-in-cell method saturated self-generated magnetic fields
