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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
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双交叉聚焦高斯激光束辐照多离子等离子体产生的太赫兹辐射
摘要： 通过数值模拟研究了多离子种类等离子体中双色高斯激光束非线性耦合产生的太赫兹（THz）辐射，其中考虑了由有质动力和空间电荷场引起的非线性效应。通过计算该等离子体电子密度分布的变化，建立了描述两束激光光斑尺寸演化与输出太赫兹波幅值变化的耦合微分方程组。研究了离子种类密度及电荷组成对激光束交叉聚焦及太赫兹辐射产生的影响。结果表明：与单电离等离子体相比，多电离等离子体中的非线性效应激发更强。发现高电荷离子种类的存在会增强光束交叉聚焦效应，从而提高太赫兹场幅值。产生的太赫兹辐射还强烈依赖于离子种类密度。结果显示：太赫兹辐射的最小输出与单电荷离子种类的高密度相关。此外还发现：太赫兹幅值的最大值出现在特定范围的激光强度区间内。
关键词： 多离子等离子体、有质动力、空间电荷场、太赫兹辐射、高斯激光束
更新于2025-09-19 17:13:59
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磁场中激光脉冲作用于等离子体产生低频辐射
摘要： 我们揭示了在恒定磁场中激光脉冲正入射致密等离子体时产生低频辐射的可能性。该辐射的产生源于电子在磁场效应和缓变有质动力作用下的运动——这种有质动力局域于激光辐射穿透的趋肤层内。特征辐射频率由激光脉冲持续时间的倒数决定。我们确定了所产生辐射的场强及其与电子拉莫尔频率、等离子体参数及激光脉冲参数的依赖关系。
关键词： 磁场、太赫兹辐射、有质动力、飞秒脉冲、非线性电流
更新于2025-09-12 10:27:22
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质量受限球形靶在激光等离子体相互作用下的质子加速
摘要： 本文采用三维粒子模拟方法研究了超短圆偏振激光与近临界密度球形靶相互作用中的质子加速过程。通过改变靶尺寸和靶密度来探究其对加速质子束的影响。相对论透明效应使靶材高效加热，各参与作用过程间呈现复杂耦合关系。电子加热与再循环有助于形成激波，该激波对由有质动力形成的静电鞘所加速的质子产生进一步推动作用。观测到最大峰值质子能量约40 MeV，这是多种加速机制累积效应的结果。较大靶尺寸时在激光前进方向观察到电子射流，该现象会抑制质子束能量。
关键词： 球形靶、激光等离子体相互作用、静电鞘层、电子加热、质子加速、相对论透明性、有质动力、激波形成
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光在碳纳米管嵌入金属表面的非线性混频与太赫兹波产生
摘要： 提出了一种利用嵌入金属表面的碳纳米管（CNTs）产生太赫兹波的方案。该表面以入射角θ被两束激光照射。激光在拍频ω=ω1-ω2处对碳纳米管电子施加有质动力，产生非线性电流，使纳米管阵列转变为发射拍频太赫兹辐射的天线阵列。当等离子体共振频率=ω ω β/2 p（其中ωp为碳纳米管电子的等离子体频率，β为表征碳纳米管金属特性的参数）时，太赫兹场产生共振增强。碰撞是限制因素并会导致碳纳米管发热。
关键词： 太赫兹产生、碳纳米管、有质动力、非线性混频
更新于2025-09-11 14:15:04