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激光尾波场驱动准连续小角度电子束研究进展

李荣凤 高树超 肖朝凡 徐智怡 薛兴泰 刘建波 赵研英 陈佳洱 卢海洋 颜学庆

激光尾波场驱动准连续小角度电子束研究进展

李荣凤, 高树超, 肖朝凡, 徐智怡, 薛兴泰, 刘建波, 赵研英, 陈佳洱, 卢海洋, 颜学庆
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  • 报道了在北京大学新建成的5 Hz 200 TW飞秒激光加速器实验装置上利用68 TW(1.7 J,25 fs)的激光与混合气体(99% He掺杂1% N2)进行激光电子加速的初步实验结果与理论分析.在实验中观测到了最大截止能量为290 MeV的连续电子能谱,并且最大输出能量在一定的聚焦范围内基本不变.二维particle-in-cell模拟表明:电离注入导致电子不断注入,使得纵向相空间在激光传播几个毫米后基本被电子填满;之后相空间中电子分布基本保持稳定,随着激光传播距离的增加,输出电子最大能量几乎不变,这与实验观察到的最大输出能量随激光聚焦位置在一定范围内不变的现象一致.实验与模拟结果揭示了在当前实验条件下连续电离注入对电子束品质的影响,为今后进一步优化电离注入电子品质提供了依据.
      通信作者: 卢海洋, hylu@pku.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11575011)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2012YQ030142)和科技部重点研发专项(批准号:SQ2016ZY04003194)资助的课题.
    [1]

    Tajima T, Dawson J M 1979 Phys. Rev. Lett. 43 267

    [2]

    Strickland D, Mourou G 1985 Opt. Commun. 55 219

    [3]

    Gahn C, Tsakiris G D, Pukhov A, Meyer-ter-Vehn J, Pretzler G, Thirolf P, Habs D, Witte K J 1999 Phys. Rev. Lett. 83 4772

    [4]

    Esarey E, Schroeder C B, Leemans W P 2009 Office of Scientific Technical Information Technical Reports 81 1229

    [5]

    Faure J, Glinec Y, Pukhov A, Kiselev S, Gordienko S, Lefebvre E, Rousseau J P, Burgy F, Malka V 2004 Nature 431 541

    [6]

    Geddes C G R, Toth C, Tilborg J V, Esarey E, Schroeder C B, Bruhwller D, Nleter C, Cary J, Leemans W P 2004 Nature 431 538

    [7]

    Mangles S P, Murphy C D, Najmudin Z, Thomas A G R, Collier J L, Dangor A E, Divall E J, Foster P S, Gallacher J G, Hooker C J, Jaroszynskl D A, Langley A J, Mori W B, Norreys P A, Tsung F S, Viskup R, Walton B R, Krushelnick K 2004 Nature 431 535

    [8]

    Leemans W P, Nagler B, Gonsalves A J, Toth C, Nakamura K, Geddes C G R, Esarey E, Schroeder C B, Hooker S M 2006 Nat. Phys. 2 696

    [9]

    Wang X M, Rafal Z, Neil F, Li Z Y, Yi S A, Zhang X, Henderson W, Chang Y Y, Korzekwa R, Tsai H E, Pai C H, Quevedo H, Dyer G, Gaul E, Martinez M, Bernstein A C, Borger T, Spinks M, Donovan M, Khudik V, Shvets G, Ditmire T, Downer M C 2013 Nat. Commun. 4 1988

    [10]

    Leemans W P, Gonsalves A J, Mao H S, Nakamura K, Benedetti C, Schroeder C B, Toth C, Daniels J, Mittelberger D E, Bulanov S S, Vay J L, Geddes C G R, Esarey E 2014 Phys. Rev. Lett. 113 245002

    [11]

    Faure J, Rechatin C, Norlin A, Lifschitz A, Glinec Y, Malka V 2006 Nature 444 737

    [12]

    Schmid K, Buck A, Sears C M S, Mikhailova J M, Tautz R, Herrmann D, Geissler M, Krausz F, Veisz L 2010 Phys. Rev. ST Accel. Beams 13 091301

    [13]

    Clayton C E, Ralph J E, Albert F, Fonseca R A, Glenzer S H, Joshi C, Lu W, Marsh K A, Martins S F, Mori W B, Pak A, Tsung F S, Pollock B B, Ross J S, Silva L O, Froula D H 2010 Phys. Rev. Lett. 105 105003

    [14]

    Kameshima T, Hong W, Sugiyama K, Wen X L, Wu Y C, Tang C M, Zhu Q H, Gu Y Q, Zhang B H, Peng H H, Kurokawa S-ichi, Chen L M, Tajima T, Kumita T, Nakajima K 2008 Appl. Phys. Express 1 066001

    [15]

    Liu J S, Xia C Q, Wang W T, Lu H Y, Wang C, Deng A H, Li W T, Zhang H, Liang X Y, Leng Y X 2011 Phys. Rev. Lett. 107 035001

    [16]

    Lu H Y, Liu M W, Wang W T, Wang C, Liu J S, Deng A H, Xu J C, Xia C Q, Li W T, Zhang H 2011 Appl. Phys. Lett. 99 091502

    [17]

    Mirzaie M, Li S, Zeng M, Hafz N A M, Chen M, Li G Y, Zhu Q J, Liao H, Sokollik T, Liu F 2015 Sci. Rep. 5 14659

    [18]

    Li F, Zhang C J, Wan Y, Wu Y P, Xu X L, Hua J F, Pai C H, Lu W, Gu Y Q, Mori W B 2016 Plasma Phys. Controlled Fusion 58 034004

    [19]

    Zhang C J, Hua J F, Xu X L, Li F, Pai C H, Wan Y, Wu Y C, Gu Y Q, Mori W B, Joshi C 2016 Sci. Rep. 6 29485

    [20]

    Shang Y, Zhu K, Lin C, Lu H Y, Zou Y B, Shou Y R, Cao C, Zhao S, Geng Y X 2013 Sci. Sin.: Phys. Mech. Astron. 43 1282

    [21]

    Chen M, Sheng Z M, Ma Y Y, Zhang J 2006 J. Appl. Phys. 99 056109

    [22]

    Chen M, Esarey E, Schroeder C B, Geddes C G R, Leemans W P 2012 Phys. Plasmas 19 033101

    [23]

    Lu H Y, Liu J S, Wang C, Wang W T, Zhou Z L, Deng A H, Xia C Q, Xu Y, Leng Y X, Ni G Q, Li R X, Xu Z Z 2009 Phys. Plasmas 16 083107

    [24]

    Lu W, Tzoufras M, Joshi C, Tsung F S, Mori W B, Vieira J, Fonseca R A, Silva L O 2007 Phys. Rev. ST Accel. Beams. 10 061301

    [25]

    Froula D H, Clayton C E, Dppner T, Marsh K A, Barty C P, Divol L, Fonseca R A, Glenzer S H, Joshi C, Lu W, Martins S F, Michel P, Mori W B, Palastro J P, Pollock B B, Pak A, Ralph J E, Ross J S, Siders C W, Silva L O, Wang T 2009 Phys. Rev. Lett. 103 215006

  • [1]

    Tajima T, Dawson J M 1979 Phys. Rev. Lett. 43 267

    [2]

    Strickland D, Mourou G 1985 Opt. Commun. 55 219

    [3]

    Gahn C, Tsakiris G D, Pukhov A, Meyer-ter-Vehn J, Pretzler G, Thirolf P, Habs D, Witte K J 1999 Phys. Rev. Lett. 83 4772

    [4]

    Esarey E, Schroeder C B, Leemans W P 2009 Office of Scientific Technical Information Technical Reports 81 1229

    [5]

    Faure J, Glinec Y, Pukhov A, Kiselev S, Gordienko S, Lefebvre E, Rousseau J P, Burgy F, Malka V 2004 Nature 431 541

    [6]

    Geddes C G R, Toth C, Tilborg J V, Esarey E, Schroeder C B, Bruhwller D, Nleter C, Cary J, Leemans W P 2004 Nature 431 538

    [7]

    Mangles S P, Murphy C D, Najmudin Z, Thomas A G R, Collier J L, Dangor A E, Divall E J, Foster P S, Gallacher J G, Hooker C J, Jaroszynskl D A, Langley A J, Mori W B, Norreys P A, Tsung F S, Viskup R, Walton B R, Krushelnick K 2004 Nature 431 535

    [8]

    Leemans W P, Nagler B, Gonsalves A J, Toth C, Nakamura K, Geddes C G R, Esarey E, Schroeder C B, Hooker S M 2006 Nat. Phys. 2 696

    [9]

    Wang X M, Rafal Z, Neil F, Li Z Y, Yi S A, Zhang X, Henderson W, Chang Y Y, Korzekwa R, Tsai H E, Pai C H, Quevedo H, Dyer G, Gaul E, Martinez M, Bernstein A C, Borger T, Spinks M, Donovan M, Khudik V, Shvets G, Ditmire T, Downer M C 2013 Nat. Commun. 4 1988

    [10]

    Leemans W P, Gonsalves A J, Mao H S, Nakamura K, Benedetti C, Schroeder C B, Toth C, Daniels J, Mittelberger D E, Bulanov S S, Vay J L, Geddes C G R, Esarey E 2014 Phys. Rev. Lett. 113 245002

    [11]

    Faure J, Rechatin C, Norlin A, Lifschitz A, Glinec Y, Malka V 2006 Nature 444 737

    [12]

    Schmid K, Buck A, Sears C M S, Mikhailova J M, Tautz R, Herrmann D, Geissler M, Krausz F, Veisz L 2010 Phys. Rev. ST Accel. Beams 13 091301

    [13]

    Clayton C E, Ralph J E, Albert F, Fonseca R A, Glenzer S H, Joshi C, Lu W, Marsh K A, Martins S F, Mori W B, Pak A, Tsung F S, Pollock B B, Ross J S, Silva L O, Froula D H 2010 Phys. Rev. Lett. 105 105003

    [14]

    Kameshima T, Hong W, Sugiyama K, Wen X L, Wu Y C, Tang C M, Zhu Q H, Gu Y Q, Zhang B H, Peng H H, Kurokawa S-ichi, Chen L M, Tajima T, Kumita T, Nakajima K 2008 Appl. Phys. Express 1 066001

    [15]

    Liu J S, Xia C Q, Wang W T, Lu H Y, Wang C, Deng A H, Li W T, Zhang H, Liang X Y, Leng Y X 2011 Phys. Rev. Lett. 107 035001

    [16]

    Lu H Y, Liu M W, Wang W T, Wang C, Liu J S, Deng A H, Xu J C, Xia C Q, Li W T, Zhang H 2011 Appl. Phys. Lett. 99 091502

    [17]

    Mirzaie M, Li S, Zeng M, Hafz N A M, Chen M, Li G Y, Zhu Q J, Liao H, Sokollik T, Liu F 2015 Sci. Rep. 5 14659

    [18]

    Li F, Zhang C J, Wan Y, Wu Y P, Xu X L, Hua J F, Pai C H, Lu W, Gu Y Q, Mori W B 2016 Plasma Phys. Controlled Fusion 58 034004

    [19]

    Zhang C J, Hua J F, Xu X L, Li F, Pai C H, Wan Y, Wu Y C, Gu Y Q, Mori W B, Joshi C 2016 Sci. Rep. 6 29485

    [20]

    Shang Y, Zhu K, Lin C, Lu H Y, Zou Y B, Shou Y R, Cao C, Zhao S, Geng Y X 2013 Sci. Sin.: Phys. Mech. Astron. 43 1282

    [21]

    Chen M, Sheng Z M, Ma Y Y, Zhang J 2006 J. Appl. Phys. 99 056109

    [22]

    Chen M, Esarey E, Schroeder C B, Geddes C G R, Leemans W P 2012 Phys. Plasmas 19 033101

    [23]

    Lu H Y, Liu J S, Wang C, Wang W T, Zhou Z L, Deng A H, Xia C Q, Xu Y, Leng Y X, Ni G Q, Li R X, Xu Z Z 2009 Phys. Plasmas 16 083107

    [24]

    Lu W, Tzoufras M, Joshi C, Tsung F S, Mori W B, Vieira J, Fonseca R A, Silva L O 2007 Phys. Rev. ST Accel. Beams. 10 061301

    [25]

    Froula D H, Clayton C E, Dppner T, Marsh K A, Barty C P, Divol L, Fonseca R A, Glenzer S H, Joshi C, Lu W, Martins S F, Michel P, Mori W B, Palastro J P, Pollock B B, Pak A, Ralph J E, Ross J S, Siders C W, Silva L O, Wang T 2009 Phys. Rev. Lett. 103 215006

  • [1] 周旭聪, 石尚, 李飞, 孟庆田, 王兵兵. 利用双色激光场下域上电离谱鉴别H32+ 两种不同分子构型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200013
    [2] 朱肖丽, 胡耀垓, 赵正予, 张援农. 钡和铯释放的电离层扰动效应对比. 物理学报, 2020, 69(2): 029401. doi: 10.7498/aps.69.20191266
    [3] 周峰, 蔡宇, 邹德峰, 胡丁桐, 张亚静, 宋有建, 胡明列. 钛宝石飞秒激光器中孤子分子的内部动态探测. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191989
    [4] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [5] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [6] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 李立立, 辛丽伟, 钟梓源, 吉超, 陈萍, 何凯, 王兴, 田进寿. 超紧凑型飞秒电子衍射仪的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 052901. doi: 10.7498/aps.69.20191157
    [7] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [8] 方文玉, 张鹏程, 赵军, 康文斌. H, F修饰单层GeTe的电子结构与光催化性质. 物理学报, 2020, 69(5): 056301. doi: 10.7498/aps.69.20191391
    [9] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [10] 刘厚通, 毛敏娟. 一种无需定标的地基激光雷达气溶胶消光系数精确反演方法. 物理学报, 2019, 68(7): 074205. doi: 10.7498/aps.68.20181825
    [11] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-05
  • 修回日期:  2017-05-11
  • 刊出日期:  2017-08-05

激光尾波场驱动准连续小角度电子束研究进展

  • 1. 北京大学物理学院, 核科学与核技术国家重点实验室, 北京 100871;
  • 2. 北京大学应用物理与技术中心, 北京 100871
  • 通信作者: 卢海洋, hylu@pku.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11575011)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2012YQ030142)和科技部重点研发专项(批准号:SQ2016ZY04003194)资助的课题.

摘要: 报道了在北京大学新建成的5 Hz 200 TW飞秒激光加速器实验装置上利用68 TW(1.7 J,25 fs)的激光与混合气体(99% He掺杂1% N2)进行激光电子加速的初步实验结果与理论分析.在实验中观测到了最大截止能量为290 MeV的连续电子能谱,并且最大输出能量在一定的聚焦范围内基本不变.二维particle-in-cell模拟表明:电离注入导致电子不断注入,使得纵向相空间在激光传播几个毫米后基本被电子填满;之后相空间中电子分布基本保持稳定,随着激光传播距离的增加,输出电子最大能量几乎不变,这与实验观察到的最大输出能量随激光聚焦位置在一定范围内不变的现象一致.实验与模拟结果揭示了在当前实验条件下连续电离注入对电子束品质的影响,为今后进一步优化电离注入电子品质提供了依据.

English Abstract

参考文献 (25)

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