多束超强激光对电子直接加速的研究

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1、万方数据多束超强激光对电子直接加速的研究⑧指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：郁明阳教授浙江大学答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：应和平教授浙江大学答辩日期：2014年6月8日万方数据浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

2、论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：讪l军够签字日期：弘，令年‘月c}I=t学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：磊tl军传签字日期：mr{1年《月7日以卜巴“以肚沙乐瓤签咽蜊导勋签万方数据致谢首先，我要感谢我勤劳善良的父母亲，是他们给予了我生

3、命，把我养育成人，让我有机会领略这人世间的千姿百态。在这里，我要特别感谢我的导师——盛正卵教授。在学术上，盛老师对我谆谆教诲，耐心的为我答疑解惑，启发我，鼓励和资助我多次参加学术会议，开拓我的思维，他严谨的科研态度更是令我深深折服。每一次和盛老师在学>-3上的讨论，都让我有一种茅塞顿开的感觉。盛老师在很多时候都能比我们到办公室的早，他这种爱岗敬业的态度让我佩服得五体投地；在生活上，盛老师亦一直关心着我，给予了我很大的帮助。在我人生的道路上，盛老师是我的良师益友，在他那里我学到的不仅仅是科学知识，更是做人的道理。我还要感谢郁明阳教授

4、、陈骝教授、马志为教授、董家齐教授、肖溺教授、武慧春教授和仇志勇老师，他们渊博的知识和严谨的治学态度无时无刻不在感染着我。在我的硕士研究生生活中，我还要感谢我的同学和朋友们。在我一蹶不振的时候，钱爱青同学总是那里鼓励我支持我开导我，她同时还不断地刺激着我进步；叶云霜同学在我心情浮躁的时候，总能设法让我平静下来，一直督促着我学>--j，遇上你是我的缘，谢谢有你；方实耿同学只要有时间就会陪我打乒乓球，让我拥有了雄厚的资本来支撑繁重的学业；谢华生同学在我有疑难问题的时候，总会竭尽所能地帮助我。我的寝室室友杨蕴哲、何利明和郑清松给我的寝室

5、生活带来了很多欢乐．谢谢你们。唐春丽更让我领会了君子之交淡如水；当我在编写程序的过程中遇到问题的时候，我的高中同桌马杰亮更是远在千里之外也抽空，热心且耐心地为我解答，让我相当感动。当然还有很多很多的同学和朋友在此期问为了提供了力所能及的帮助，就不再一一举出，在此，请容许我深深地道声“谢谢!”。万方数据摘要由于使用超强激光加速电子在实现快点火激光核聚变、小型粒子加速器和医疗等方面都有潜在的应用，它一直是人们很感兴趣的重点研究方向。本文从单束激光脉冲的矢势表达式出发，通过坐标旋转变换，推导出了任意多束，任意相位，与坐标轴成任意夹角，初

6、始位置在任意位置激光脉冲矢势表达式。然后我们利用所编写了数值求解程序，开展了使用两束、三束和四束成小角度的激光脉冲对电子直接加速的研究。我们发现，使用成一定小角度的多束圆偏振激光对电子直接进行加速，背景磁场b：和夹角臼改变时，最佳的加速效果均出现在夹角为3。附近，但是要达到那个最佳的加速效果，背景磁场的大小要随着激光强度的增强而变大，这个最佳的加速效果与激光共振加速b：=一1时相比，要好上几倍。而且使用单束激光脉冲对电子进行直接加速时，当激光矢势大小达到一定数值以后，最终电子所能获得的能量随着激光强度的增强增幅很小，而使用成一定小

7、角度的多束激光对电子进行直接加速时，在我们所模拟的激光强度区间内，随着激光强度的增强，最终所能获得的能量能大幅增加，而且随着束数的增加，电子所能获得的最高能量也在增加。我们还研究了电子的初始位置对多束成小角度激光对电子直接加速的影响，发现使用两束成小角度激光对电子直接加速时，垂直于激光传播方向的初始位置和背景磁场变化时，最佳的加速位置几乎是在激光的边缘，我们不仅从理论上对这个现象进行了分析，还从数值模拟上对分析结果进行了验证。最后我们还对电子初始位置在一定空间内随机，速度符合麦克斯韦分布的多个粒子进行了模拟。对模拟结果进行了统计分

8、析，发现虽然在相同能量下使用激光对电子进行直接加速时，单束激光所得到的电子单能性要比多束好，但是平均能量却不敢多束激光。关键词：电子加速，多束超强超短激光，激光等离子体，动力学方程，数值模拟，无量纲化111万方数据AbstractAccelerat