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激光与近相对论临界密度薄层相互作用产生大电量高能电子束

王剑 蔡达锋 赵宗清 谷渝秋

激光与近相对论临界密度薄层相互作用产生大电量高能电子束

王剑, 蔡达锋, 赵宗清, 谷渝秋
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  • 研究了激光与近相对论临界密度等离子体薄层相互作用时所产生的高能电子束的主要特征,包括平均有效温度以及截止能量等.实验结果表明,电子束的电量超过nC量级,平均有效温度可达8 MeV以上.PIC数值模拟证明,近相对论临界密度等离子体内,相对论自透明效应和激光钻孔效应共同形成一条磁化等离子体通道,电子与激光将在角向磁场的协助下发生Betatron共振.激光可将电子直接加速到很高能量,因此电子束平均有效温度(斜坡温度)远远超过Wilks定标率预计的平均温度.该研究为产生高亮度X射线源提供了一种新的可能途径.
      通信作者: 蔡达锋, dafeng_cai@aliyun.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11375161,11605095)资助的课题.
    [1]

    Jarrott L C, Kemp A J, Divol L, Mariscal D, Westover B, McGuffey C, Beg F N, Suggit M, Chen C, Hey D, Maddox B, Hawreliak J, Park H S, Remington B, Wei M S, MacPhee A 2014 Phys. Plsamas 21 031211

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    Glinec Y, Faure J, Le Dain L, Darbon S, Hosokai T, Santos J J, Lefebvre E, Rousseau J P, Burgy F 2005 Phys. Rev. Lett. 94 025003

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    Cipiccia S, Islam M, Ersfeld B, Shanks R P, Brunetti E, Vieux G, Yang X, Issac R C, Wiggins S, Welsh G H, Anania M P, Maneuski D, Montgomery R, Smith G, Hoek M, Hamilton D J, Lemos N R C, Symes D, Rajeev P P, Shea V O, Dias J M, Jaroszynski D A 2011 Nature Phys. 7 867

    [12]

    Courtois C, Edwards R, Compant La Fontaine A, Aedy C, Barbotin M, Bazzoli S, Biddle L, Brebion D, Bourgade J L, Drew D, Fox M, Gardner M, Gazave J M, Lagrange J, Landoas O, Le Dain L, Lefebvre E, Mastrosimone D, Pichoff N, Pien G, Ramsay M, Simons A, Sircombe N, Stoeck C, Thorp K 2011 Phys. Plsamas 18 023101

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    Pukhov A, Sheng Z M, Meyer-Ter-Vehn J 1999 Phys. Plasmas 6 2847

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    Willingale L, Nagel S R, Thomas A G R, Bellei C, Clarke R J, Dangor A E, Heathcote R, Kaluza M C, Kamperidis C, Kneip S, Krushelnick K, Lopes N, Mangles S P D, Nazarov W, Nilson P M, Najmudin Z 2009 Phys. Rev. Lett. 102 105002

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-16
  • 修回日期:  2016-12-11
  • 刊出日期:  2017-04-05

激光与近相对论临界密度薄层相互作用产生大电量高能电子束

  • 1. 内江师范学院物理学与电子信息工程学院, 内江 641110;
  • 2. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900
  • 通信作者: 蔡达锋, dafeng_cai@aliyun.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11375161,11605095)资助的课题.

摘要: 研究了激光与近相对论临界密度等离子体薄层相互作用时所产生的高能电子束的主要特征,包括平均有效温度以及截止能量等.实验结果表明,电子束的电量超过nC量级,平均有效温度可达8 MeV以上.PIC数值模拟证明,近相对论临界密度等离子体内,相对论自透明效应和激光钻孔效应共同形成一条磁化等离子体通道,电子与激光将在角向磁场的协助下发生Betatron共振.激光可将电子直接加速到很高能量,因此电子束平均有效温度(斜坡温度)远远超过Wilks定标率预计的平均温度.该研究为产生高亮度X射线源提供了一种新的可能途径.

English Abstract

参考文献 (24)

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