研究目的
通过纳米粒子辅助激光尾波场加速（NA LWFA）提高激光电子加速器中电子束的质量。
研究成果
NA激光尾场加速（LWFA）的原理验证实验表明，与自注入方法相比，该技术能显著提升电子束质量，包括获得更高能量、更低能散及更小发散角。这种方法为开发适用于多种应用的紧凑型高质量电子加速器展现出良好前景。
研究不足
该实验无法控制纳米粒子在等离子体尾流中注入的位置。虽然通过调节用于材料烧蚀的激光束能量密度可以控制纳米粒子的尺寸和数量，但其精确度不如使用空气动力学透镜系统。
1：实验设计与方法选择：
本实验采用高功率钛宝石激光器产生飞秒激光脉冲，用于激发气泡或吹出模式下的非线性电子等离子体波。通过激光烧蚀铝靶产生纳米颗粒，并将其引入氦等离子体中以触发电子注入。
2：样本选择与数据来源：
实验涉及激光脉冲与混有纳米颗粒的氦等离子体的相互作用。电子束参数通过Lanex荧光屏和电子能谱仪测量。
3：实验设备与材料清单：
5赫兹钛宝石激光器、聚焦光学元件、气体喷嘴、电子束诊断装置及真空腔室。
4：实验步骤与操作流程：
主激光聚焦于气体射流密度斜坡起始段。在与主激光脉冲相互作用前，先产生纳米颗粒并与氦气混合。通过能量、能散和发散角等参数表征加速后的电子束。
5：数据分析方法：
利用Lanex荧光屏图像和电子能谱仪能谱分析电子束参数。
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CCD camera
FLIR BFLY-U3-50H5M-C
FLIR
Used for imaging the Lanex screens.
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Ti:sapphire laser
Generates femtosecond laser pulses for exciting nonlinear electron plasma waves.
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Lanex screen
Lanex Back
Used for measuring the transverse electron profile, pointing, divergence, and relative charge.
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Electron spectrometer
ESPEC
Measures the energy and energy spread of the electron beam.
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