圆偏振强激光真空中加速电子最佳参数的分析-论文.pdf

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1、第14卷第2期上海应用技术学院学报(自然科学版)Vo1．14No．22014年6月JOURNAIOFSHANGHAIINSTITUTEOFTECHNOLOGY(NATURALSCIENCE)Jun．2014文章编号：1671—7333(2O14)02—0173—04DOI：10．3969／j．issn．1671—7333．2014．02．018圆偏振强激光真空中加速电子最佳参数的分析王凤超(上海应用技术学院理学院，上海201418)摘要：利用一维粒子模拟和解析的方法对圆偏振强激光在真空中加速电子进行了研究．研究表明，电子获得的最大能量与激光的强度

2、有关，并且电子在激光场中加速有个最佳的加速距离，即当电子的位置与激光脉冲的峰值位置重合时，电子获得最大的能量，而最佳加速距离与激光脉冲的宽度和振幅有关．在电子获得最大能量的位置加入一个挡板能挡住激光而电子可以穿过，从而将电子从激光场中分离出来。关键词：圆偏振激光；等离子体；电子加速；激光脉宽中图分类号：O437文献标志码：AAnalysisoftheOptimumParametersofElectronAccelerationbyCircularPOlarizatiOnLaserPulseinVacuumWANGFeng—chao(Schoolo

3、fSciences，ShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai201418，China)Abstract：Electronsacceleratedbyahighintensitylaserpulseofcircularpolarizationinvacuumwereinves—tigatedbyone—dimensionalparticle—in—cellsimulationsandanalyticalmodeling．Theresearchindicatedthatthemaximumelectronenerg

4、ywasrelatedtothelaserintensity．Therewasanoptimalaccelerationlengthforelectronstogainmaximumenergywhereelectronsmetthepeakofthelaserpulse．Theoptimalaccele—rationlengthwashighlydependentonthelaserpulsedurationandamplitude．InordertOextracttheener—geticelectronsfromthelaserfield，

5、astoppingtargetattheoptimalpositionwheretheelectronsgainedmaximumenergywasput．Keywords：circularpolarizationlaser；plasma；electronacceleration；laserpulseduration由于高能电子在激光核聚变快点火以及X中加速的这些优势，因此真空中加速电子日益受到射线产生等领域有着广泛的应用，故激光加速电人们的关注nu]．但是根据Lawson-Woodward理子近年来受到人们的广泛关注[6]．相对于激光等离论n，

6、对一个平面波，在真空中是不可能加速电子子体加速机制，电子在真空中加速有更多的优点，例的，故在有质动力作用下，激光上升沿阶段电子会被如：真空中加速电子不用考虑等离子体不稳定的影加速，在下降沿阶段，电子又被减速．由于加速和减响，而且激光在真空中的群速度要大于激光在等离速阶段是对称的，故电子并没有净能量的增加．因子体中的群速度，因此，电子在激光场中可以加速更此，如何将能量电子从激光场中分离出来成为了真长的距离从而能获得更多的能量．鉴于电子在真空空中激光加速电子的首要问题．2000年，Yu等。j收稿日期：2O13一O3—22基金项目：上海市优秀青年基金资

7、助项目(yyy10043)；上海应用技术学院引进人才基金资助项目(YJ2010—13)作者简介：王凤超(1977一)，男，讲师，博士，主要研究方向为强场激光物理．E—mail：fcwang@sit．edu．cn174上海应用技术学院学报(自然科学版)第14卷提出了在适当的位置用一个挡板将激光挡住而电子利用上述变换，式(3)～(6)可以重新改写为：可以穿过的方法，将电子与激光场分离开来．电子在dx／dt—n／r(8)穿过挡板过程中损失的能量很小，故电子的制动距dy／dt—ay／r(9)离要远大于挡板的厚度．dz===—[(y0—1)2一y0+y](

8、1。)本文利用文献[13]所提出的方案，通过理论计算和一维PIC模拟两种方法对真空中圆偏振激光警一1dx{2nay+加速电子进行了研究．