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无退相位激光尾波场加速
摘要： 激光尾波场加速器（LWFA）能产生极高梯度，从而实现紧凑型加速器与辐射源，但存在设计限制——例如当被俘获电子超越尾波场的加速相位时会产生退相效应。本研究通过结合球差与新型柱对称阶梯光学元件，对超短高强度激光脉冲进行时空结构调控，使其能以任意速度传播任意距离来克服退相问题。该时空整形脉冲的有质动力可驱动具有真空光速相速度的尾波场，防止被俘获电子超越尾波。线性区域的模拟与气泡区域的标度律表明：这种无退相LWFA能在比传统LWFA短得多的距离内将电子加速至高能态——单个4.5米级段无需引导结构即可将电子加速至TeV量级能量。
关键词： 有质动力，相速度，激光尾波场加速器，时空脉冲整形，退相位
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有时空整形超快激光脉冲的倾斜雪犁式有质动力电子加速
摘要： 我们提出了一种利用倾斜超快激光脉冲的啁啾力在自由空间中加速电子的新方案。强度包络的倾斜源于脉冲光谱的角向色散，这会减缓脉冲与自由电子的相互作用。较慢的有效脉冲速度为电子提供了从静止开始加速并保持在波上的时间。我们在绝热啁啾力近似下，给出了非相对论和相对论的单粒子解析模型，描述了理想无限倾斜脉冲以及有限宽度光束的过程。分析预测了作为脉冲前沿倾斜角函数的阈值强度，并表明在理想情况下，电子的输出能量是捕获阈值处啁啾势的四倍。使用二维OSIRIS 4.0粒子模拟器进行的全场模拟验证了该基本方案。这种倾斜脉冲加速方案有望作为一种实验室规模的电子加速方法，以良好的能量和角度分辨率将电子加速到MeV量级，用于超快电子衍射或注入第二级加速器。
关键词： 有质动力，时空脉冲整形，超快激光，激光电子加速器，相对论运动学
更新于2025-09-23 15:19:57