搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

吴凤娟 周维民 单连强 李芳 刘东晓 张智猛 李博原 毕碧 伍波 王为武 张锋 谷渝秋 张保汉

强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

吴凤娟, 周维民, 单连强, 李芳, 刘东晓, 张智猛, 李博原, 毕碧, 伍波, 王为武, 张锋, 谷渝秋, 张保汉
PDF
导出引用
  • 利用PIC(particle-in-cell)方法模拟研究了超短强激光与锥型三明治结构靶相互作用快电子束的产生和传输,并与锥通道靶、锥丝靶和锥靶在相同激光参数下的作用结果进行了比较. 研究发现强激光与锥三明治靶作用产生的快电子能被不同密度材料产生的准静态界面强磁场有效地准直传输. 相对其他三种锥型结构靶,锥三明治靶能产生更多数目及更高能量的快电子,提高了激光到快电子的能量转换效率和快电子束的品质,这对快点火能量沉积是有利的.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11174259,11175165,11305157)和西南科技大学博士基金(批准号:10ZX7127)资助的课题.
    [1]

    Zhang J T, He B, He X T, Chang T Q, Xu L B, Andereev N E 2001 Acta Phys. Sin. 50 921 (in Chinese) [张家泰, 何斌, 贺贤土, 常铁强, 许林宝, 安德列夫 N E 2001 物理学报 50 921]

    [2]

    Tabak M, Hammer J, Glinsky M E, Kruer W L, Wilks S C, Woodworth J, Campbell E M, Perry M D, Mason R J 1994 Phys. Plasma 1 1626

    [3]

    Hinkel D E 2013 Nucl. Fusion 53 104027

    [4]

    Kodama R, Shiraga H, Shigemori K, Toyama Y, Fujioka S, Azechi H, Fujita H, Habara H, Hall T, Izawa Y, Jitsuno T, Kitagawa Y, Krushelnick K M, Lancaster K L, Mima K, Nagai K, Nakai M, Nishimura H, Norimatsu T, Norreys P A, Sakabe S, Tanaka K A, Youssef A, Zepf M, Yamanaka T 2002 Nature 418 933

    [5]

    Kodama R, Norreys P A, Mima K, Dangor A E, Evans R G, Fujita H, Kitagawa Y, Krushelnick K, Miyakoshi T, Miyanaga N, Norimatsu T, Rose S J, Shozaki T, Shigemori K, Sunahara A, Tampo M, Tanaka K A, Toyama Y, Yamanaka T, Zepf M 2001 Nature 412 798

    [6]

    Cottrill L A, Langdon A B, Lasinski B F, Lund S M, Molvig K, Tabak M, Town R P J, Williams E A 2008 Phys. Plasma 15 082108

    [7]

    Mu J, Sheng Z M, Zheng J, Zhang J 2013 Acta Phys. Sin. 62 135202 (in Chinese) [穆洁, 盛政明, 郑君, 张杰 2013 物理学报 62 135202]

    [8]

    Kodama R, Sentoku Y, Chen Z L, Kumar G R, Hatchett S P, Toyama Y, Cowan T E, Freeman R R, Fuchs J, Izawa Y, Key M H, Kitagawa Y, Kondo K, Matsuoka T, Nakamura H, Nakatsutsumi M, Norreys P A, Norimatsu T, Snavely R A, Stephens R B, Tampo M, Tanaka K A, Yabuuchi T 2004 Nature 432 1005

    [9]

    Yang X H, Xu H, Ma Y Y, Shao F Q, Yin Y, Zhuo H B, Yu M Y, Tian C L 2011 Phys. Plasma 18 023109

    [10]

    Robinson A P L, Sherlock M 2007 Phys. Plasma 14 083105

    [11]

    Wang H, Cao L H, Zhao Z Q, Yu M Y, Gu Y Q, He X T 2012 Laser and Particle beams 30 553

    [12]

    Yu J Q, Jin X L, Zhou W M, Li B, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 225202 (in Chinese) [余金清, 金晓林, 周维民, 李斌, 谷渝秋 2012 物理学报 61 225202]

    [13]

    Kar S, Robinson A P L, Carroll D C, Lundh O, Markey K, McKenna P, Norreys P, Zepf M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055001

    [14]

    Zhou C T, Wang X G, Wu S Z, Cai H B, Wang F, He X T 2010 Appl. Phys. Lett. 97 201502

    [15]

    Cai H B, Zhu S P, Chen M, Wu S Z, He X T, Mima K 2011 Phys. Rev. E 83 036408

    [16]

    Wu S Z, Zhou C T, Zhu S P 2010 Phys. Plasma 17 063103

    [17]

    Zhou W M, Gu Y Q, Hong W, Cao L F, Zhao Z Q, Ding Y K, Zhang B H, Cai H B, Mima K 2010 Laser and Particle beams 28 585

    [18]

    Wu F J, Zhou W M, Shan L Q, Zhao Z Q, Yu J Q, Zhang B, Yan Y H, Zhang Z M, Gu Y Q 2013 Laser and Particle Beams 31 123

    [19]

    Yu J Q, Zhou W M, Jin X L, Li B, Zhao Z Q, Cao L F, Dong K G, Liu D X, Fan W, Wei L, Yan Y H, Qian F, Yang Z H, Hong W, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 175202 (in Chinese) [余金清, 周维民, 金晓林, 李斌, 赵宗清, 曹磊峰, 董克攻, 刘东晓, 范伟, 魏来, 闫永宏, 钱凤, 杨祖华, 洪伟, 谷渝秋 2012 物理学报 61 175202]

    [20]

    Sentoku Y, Mima K, Ruhl H, Toyama Y, Kodama R, Cowan T E 2004 Phys. Plasma 11 3083

    [21]

    Brunel F 1987 Phys. Rev. Lett. 59 52

    [22]

    Sentoku Y, Downer M C 2010 High Energy Density Physics 6 268

    [23]

    Nakamura T, Mima K, Sakagami H, Johzaki T 2007 Phys. Plasma 14 053112

  • [1]

    Zhang J T, He B, He X T, Chang T Q, Xu L B, Andereev N E 2001 Acta Phys. Sin. 50 921 (in Chinese) [张家泰, 何斌, 贺贤土, 常铁强, 许林宝, 安德列夫 N E 2001 物理学报 50 921]

    [2]

    Tabak M, Hammer J, Glinsky M E, Kruer W L, Wilks S C, Woodworth J, Campbell E M, Perry M D, Mason R J 1994 Phys. Plasma 1 1626

    [3]

    Hinkel D E 2013 Nucl. Fusion 53 104027

    [4]

    Kodama R, Shiraga H, Shigemori K, Toyama Y, Fujioka S, Azechi H, Fujita H, Habara H, Hall T, Izawa Y, Jitsuno T, Kitagawa Y, Krushelnick K M, Lancaster K L, Mima K, Nagai K, Nakai M, Nishimura H, Norimatsu T, Norreys P A, Sakabe S, Tanaka K A, Youssef A, Zepf M, Yamanaka T 2002 Nature 418 933

    [5]

    Kodama R, Norreys P A, Mima K, Dangor A E, Evans R G, Fujita H, Kitagawa Y, Krushelnick K, Miyakoshi T, Miyanaga N, Norimatsu T, Rose S J, Shozaki T, Shigemori K, Sunahara A, Tampo M, Tanaka K A, Toyama Y, Yamanaka T, Zepf M 2001 Nature 412 798

    [6]

    Cottrill L A, Langdon A B, Lasinski B F, Lund S M, Molvig K, Tabak M, Town R P J, Williams E A 2008 Phys. Plasma 15 082108

    [7]

    Mu J, Sheng Z M, Zheng J, Zhang J 2013 Acta Phys. Sin. 62 135202 (in Chinese) [穆洁, 盛政明, 郑君, 张杰 2013 物理学报 62 135202]

    [8]

    Kodama R, Sentoku Y, Chen Z L, Kumar G R, Hatchett S P, Toyama Y, Cowan T E, Freeman R R, Fuchs J, Izawa Y, Key M H, Kitagawa Y, Kondo K, Matsuoka T, Nakamura H, Nakatsutsumi M, Norreys P A, Norimatsu T, Snavely R A, Stephens R B, Tampo M, Tanaka K A, Yabuuchi T 2004 Nature 432 1005

    [9]

    Yang X H, Xu H, Ma Y Y, Shao F Q, Yin Y, Zhuo H B, Yu M Y, Tian C L 2011 Phys. Plasma 18 023109

    [10]

    Robinson A P L, Sherlock M 2007 Phys. Plasma 14 083105

    [11]

    Wang H, Cao L H, Zhao Z Q, Yu M Y, Gu Y Q, He X T 2012 Laser and Particle beams 30 553

    [12]

    Yu J Q, Jin X L, Zhou W M, Li B, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 225202 (in Chinese) [余金清, 金晓林, 周维民, 李斌, 谷渝秋 2012 物理学报 61 225202]

    [13]

    Kar S, Robinson A P L, Carroll D C, Lundh O, Markey K, McKenna P, Norreys P, Zepf M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055001

    [14]

    Zhou C T, Wang X G, Wu S Z, Cai H B, Wang F, He X T 2010 Appl. Phys. Lett. 97 201502

    [15]

    Cai H B, Zhu S P, Chen M, Wu S Z, He X T, Mima K 2011 Phys. Rev. E 83 036408

    [16]

    Wu S Z, Zhou C T, Zhu S P 2010 Phys. Plasma 17 063103

    [17]

    Zhou W M, Gu Y Q, Hong W, Cao L F, Zhao Z Q, Ding Y K, Zhang B H, Cai H B, Mima K 2010 Laser and Particle beams 28 585

    [18]

    Wu F J, Zhou W M, Shan L Q, Zhao Z Q, Yu J Q, Zhang B, Yan Y H, Zhang Z M, Gu Y Q 2013 Laser and Particle Beams 31 123

    [19]

    Yu J Q, Zhou W M, Jin X L, Li B, Zhao Z Q, Cao L F, Dong K G, Liu D X, Fan W, Wei L, Yan Y H, Qian F, Yang Z H, Hong W, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 175202 (in Chinese) [余金清, 周维民, 金晓林, 李斌, 赵宗清, 曹磊峰, 董克攻, 刘东晓, 范伟, 魏来, 闫永宏, 钱凤, 杨祖华, 洪伟, 谷渝秋 2012 物理学报 61 175202]

    [20]

    Sentoku Y, Mima K, Ruhl H, Toyama Y, Kodama R, Cowan T E 2004 Phys. Plasma 11 3083

    [21]

    Brunel F 1987 Phys. Rev. Lett. 59 52

    [22]

    Sentoku Y, Downer M C 2010 High Energy Density Physics 6 268

    [23]

    Nakamura T, Mima K, Sakagami H, Johzaki T 2007 Phys. Plasma 14 053112

  • [1] 苏东, 唐昌建. 相对论电子束在动态加载等离子体中的自聚焦传输. 物理学报, 2012, 61(4): 042501. doi: 10.7498/aps.61.042501
    [2] 吴洋, 许州, 周霖, 李文君, 唐传祥. W波段扩展互作用速调管放大器的模拟与设计 . 物理学报, 2012, 61(22): 224101. doi: 10.7498/aps.61.224101
    [3] 杜海伟, 陈民, 张凯云, 盛政明, 张杰. 少周期激光脉冲与气体作用产生的离化电流和THz波辐射. 物理学报, 2012, 61(17): 174205. doi: 10.7498/aps.61.174205
    [4] 付非亚, 陈微, 周文君, 刘安金, 邢名欣, 王宇飞, 郑婉华. 纳米三明治结构光子超材料中电磁场振荡行为研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8579-8583. doi: 10.7498/aps.59.8579
    [5] 邵先亦, 徐爱娇, 王天乐. 外磁场与带轴夹角对非晶FeSiB/Cu/FeSiB三明治薄带巨磁阻抗特性的影响. 物理学报, 2019, 68(6): 067501. doi: 10.7498/aps.68.20181806
    [6] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉. 三明治靶型在间接驱动冲击波实验中的应用. 物理学报, 2011, 60(11): 115203. doi: 10.7498/aps.60.115203
    [7] 袁志林, 杨睿, 杨柳, 宋丽丹, 孙莉萍, 马雨虹, 王猛, 陈定康, 郭金平, 唐丽红. 基于单准直透镜的阵列准直器研究. 物理学报, 2012, 61(18): 184217. doi: 10.7498/aps.61.184217
    [8] 金晓林, 杨中海. 电子回旋共振放电的电离特性PIC/MCC模拟(Ⅱ)——数值模拟与结果讨论. 物理学报, 2006, 55(11): 5935-5941. doi: 10.7498/aps.55.5935
    [9] 吴衍青, 韩申生. 电子-离子碰撞对超热电子影响的PIC模拟计算. 物理学报, 2000, 49(5): 915-921. doi: 10.7498/aps.49.915
    [10] 杨超, 刘大刚, 王小敏, 刘腊群, 王学琼, 刘盛纲. 基于负氢离子源的全三维PIC/MCC模拟算法研究. 物理学报, 2012, 61(4): 045204. doi: 10.7498/aps.61.045204
    [11] 何福顺, 李刘合, 李芬, 顿丹丹, 陶婵偲. 增强辉光放电等离子体离子注入的三维PIC/MC模拟 . 物理学报, 2012, 61(22): 225203. doi: 10.7498/aps.61.225203
    [12] 金晓林, 杨中海. 电子回旋共振放电的电离特性PIC/MCC模拟(Ⅰ)——物理模型与理论方法. 物理学报, 2006, 55(11): 5930-5934. doi: 10.7498/aps.55.5930
    [13] 卓红斌, 胡庆丰, 刘 杰, 迟利华, 张文勇. 超短脉冲激光与稀薄等离子体相互作用的准静态粒子模拟研究. 物理学报, 2005, 54(1): 197-201. doi: 10.7498/aps.54.197
    [14] 张宝武, 张文涛, 马 艳, 李同保. 大预准直狭缝的铬原子束一维多普勒激光准直. 物理学报, 2008, 57(9): 5485-5490. doi: 10.7498/aps.57.5485
    [15] 周晓锋, 方浩宇, 唐春梅. 三明治结构graphene-2Li-graphene的储氢性能. 物理学报, 2019, 68(5): 053601. doi: 10.7498/aps.68.20181497
    [16] 邵明辉, 陈庆永, 郑 鹉. TbDyFe薄膜对三明治膜巨磁阻抗效应的影响. 物理学报, 2006, 55(2): 811-815. doi: 10.7498/aps.55.811
    [17] 李盛涛, 成鹏飞, 李建英. Al2O3单晶三明治结构的高温热激发电流. 物理学报, 2008, 57(12): 7783-7788. doi: 10.7498/aps.57.7783
    [18] 张利伟, 许静平, 赫丽, 乔文涛. 含单负材料三明治结构的电磁隧穿特性. 物理学报, 2010, 59(11): 7863-7868. doi: 10.7498/aps.59.7863
    [19] 董正超. 磁三明治结构巨磁阻的量子解析理论. 物理学报, 1997, 46(9): 1801-1807. doi: 10.7498/aps.46.1801
    [20] 萧淑琴, 刘宜华, 颜世申, 代由勇, 张 林, 梅良模. FeCuNbSiB单层膜和三明治膜的磁特性与巨磁阻抗效应. 物理学报, 1999, 48(13): 187-192. doi: 10.7498/aps.48.187
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1173
  • PDF下载量:  565
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-16
  • 修回日期:  2013-12-19
  • 刊出日期:  2014-05-05

强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

  • 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, 绵阳 621900;
  • 2. 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室, 绵阳 621010
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11174259,11175165,11305157)和西南科技大学博士基金(批准号:10ZX7127)资助的课题.

摘要: 利用PIC(particle-in-cell)方法模拟研究了超短强激光与锥型三明治结构靶相互作用快电子束的产生和传输,并与锥通道靶、锥丝靶和锥靶在相同激光参数下的作用结果进行了比较. 研究发现强激光与锥三明治靶作用产生的快电子能被不同密度材料产生的准静态界面强磁场有效地准直传输. 相对其他三种锥型结构靶,锥三明治靶能产生更多数目及更高能量的快电子,提高了激光到快电子的能量转换效率和快电子束的品质,这对快点火能量沉积是有利的.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回