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激光偏振对近临界密度等离子体中电子动力学和光子发射的影响

DOI：10.1088/1361-6587/ab61e1 期刊：Plasma Physics and Controlled Fusion 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 当激光强度接近10^22瓦/平方厘米时，相对论电子辐射的高能光子产生的反冲力变得显著，其大小可能与激光脉冲的有质动力相当。这会极大地改变电子动力学行为。通过粒子模拟方法我们发现，在近临界密度等离子体中，激光脉冲的偏振特性对电子行为及伴随辐射具有显著影响。由于相对论辐射力（RR力）和自生磁场的箍缩效应，圆偏振（CP）激光脉冲比线偏振（LP）激光脉冲能俘获更多中心区域的电子。同时，线偏振情形下的光子发射呈现双峰结构特征，而圆偏振情形下光子主要沿激光传播方向向前发射——此时电子持续顺着激光前进方向运动。这些现象可作为未来拍瓦（PW）级激光装置实验中辐射俘获效应的潜在判据。
作者： Yu Lu，Hao Zhang，Yan-Ting Hu，Jie Zhao，Li-Xiang Hu，De-Bin Zou，Xin-Rong Xu，Wei-Quan Wang，Ke Liu，Tong-Pu Yu
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研究概述 实验方案

研究目的

研究激光偏振对近临界密度等离子体中电子动力学和光子发射的影响。

研究成果

该研究表明，激光偏振对非晶金刚石碳(NCD)等离子体中的电子动力学和光子发射具有显著影响。圆偏振(CP)激光脉冲会使更多电子被捕获在激光焦点中心，并产生以正向为主的光子发射；而线偏振(LP)激光脉冲则导致光子发射呈现双峰结构。这些发现为未来拍瓦级激光装置实验中辐射捕获效应的潜在特征提供了参考依据。

研究不足

该研究基于二维模拟，可能无法完全捕捉电子运动和光子发射的三维动力学特性。此外，这些模拟假设了理想化条件，可能未涵盖激光与等离子体相互作用中的所有现实复杂性。

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