研究目的
研究激光入射角度及引入受控预脉冲对以水微滴为靶材的激光驱动质子加速实验中最大质子能量的影响。
研究成果
研究表明,入射角和预脉冲的引入对激光驱动质子加速实验中的最大质子能量有显著影响。在没有预等离子体的情况下进行离轴辐照所产生的质子能量,略高于存在预等离子体时中心辐照产生的质子能量。研究结果表明,经过精确调整时间强度对比度的激光脉冲,可能是实现高质子能量且具有高重复性的最佳选择。
研究不足
该研究受限于二维粒子模拟(2D-PIC)可用的计算资源,这要求将模拟液滴直径和激光聚焦范围相对于实验条件进行缩减。此外,液滴相对于激光中心轴的精确位置无法直接测量。
1:实验设计与方法选择:
实验采用波长0.4微米的高强度激光脉冲照射直径20微米的水滴,通过改变时间强度对比度和入射角进行研究,并分析了受控预脉冲的影响。
2:4微米的高强度激光脉冲照射直径20微米的水滴,通过改变时间强度对比度和入射角进行研究,并分析了受控预脉冲的影响。 样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:以商用喷嘴产生的水微滴作为靶材,利用超短光学探针激光监测相互作用条件。
3:实验设备与材料清单:
耶拿钛宝石(JETI)40太瓦激光系统、用于倍频的KDP晶体、商用液滴发生喷嘴以及测量质子能量的汤姆逊抛物线谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
通过改变液滴沿激光偏振轴的位置研究入射角效应,通过在主激光脉冲前引入受控预脉冲研究预脉冲影响。
5:数据分析方法:
采用汤姆逊抛物线谱仪测量最大质子能量,通过光学探针激光拍摄的侧视图像分析相互作用条件。
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Jena Ti:sapphire (JETI) 40 TW laser system
Used to generate high-intensity laser pulses for the proton acceleration experiment.
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KDP crystal
Used for frequency doubling of the laser pulses to increase the temporal intensity contrast.
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Thomson parabola spectrometer
Used to measure the kinetic energy of the accelerated protons.
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Water nozzle
Micro Jet Components, Sweden
Used to generate water microdroplets as targets for the proton acceleration experiment.
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