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oe1(光电查) - 科学论文

26 条数据
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  • LPSE：激光辐照等离子体中交叉束能量传输的三维波动模型

    摘要： 本文描述的“激光-等离子体模拟环境”（LPSE）新组件是一个实用的数值模型，用于求解近单色、相干电磁波在不均匀无磁化等离子体中传播的耦合矢量方程。该模型能有效处理数值计算极具挑战性的半经典区域——当等离子体特征尺度远大于光波长且解呈现高度振荡特性时。其求解可覆盖一维、二维或三维空间及时间维度。该模型包含电磁波与低频等离子体扰动（即离子声响应，这是受激布里渊散射的成因）非线性耦合效应，其中诱导等离子体扰动被设定为叠加在包含空间变化等离子体密度与流速的预设大尺度非均匀背景上。我们的代码直接关联激光驱动惯性约束聚变中的交叉束能量转移问题，也可应用于其他多分量波动方程（或耦合波动方程）程函解不足的领域，例如超声光学散射、量子器件中的电子动力学或纳米尺度光-物质相互作用。

    关键词： 麦克斯韦求解器、参量不稳定性、半经典理论、激光-等离子体相互作用、非线性散射问题、受激布里渊散射

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • ELI-NP装置上10拍瓦激光脉冲驱动碳离子加速的模拟研究

    摘要： 我们展示了采用10拍瓦（PW）激光脉冲加速碳离子的二维粒子模拟（PIC）结果，研究了圆偏振（CP）和线偏振（LP）脉冲的情况。通过对固体碳靶进行厚度扫描，探究了在激光辐照强度为5×1022 W/cm?2的10 PW激光条件下碳离子加速机制的理想靶厚。研究了碳离子与电子的能量谱及其温度分布，并针对碳离子分析了其角发散特性。结果表明：碳离子加速的理想靶厚为120纳米，圆偏振与线偏振脉冲下碳离子的能量截止值分别为5 GeV和3 GeV，对应碳离子温度约为1 GeV和0.75 GeV；而电子能量截止值在线偏振和圆偏振激光脉冲下分别约为500 MeV和400 MeV。我们发现，在最优靶厚条件下，突破后燃烧机制很可能是导致碳离子获得如此高能量的加速原因。

    关键词： 激光-等离子体相互作用、粒子加速、PIC模拟

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于泊松结构的一个激光-等离子体模型的数值模拟

    摘要： 本文针对文献[19]提出的激光-等离子体相互作用模型构建了括号结构，并通过直接计算证明该括号满足雅可比恒等式的泊松特性。基于此泊松结构，我们提出了时间分裂方法：对于准相对论情形，哈密顿分裂导出了三个可精确求解的子系统；对于完全相对论情形，则提出守恒分裂方法获得三个一维守恒子系统。结合时间分裂策略，在相空间离散化中采用傅里叶谱方法和有限体积法。数值方案被证明能保持离散电荷量与离散泊松方程的守恒性。通过数值实验验证了电荷量、能量及泊松方程的良好守恒特性。

    关键词： 弗拉索夫-麦克斯韦方程组、激光-等离子体相互作用、哈密顿分裂、泊松括号、守恒分裂

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 一种基于能量转移的光电化学检测肉毒杆菌神经毒素A酶活性的新型蛋白质结合策略

    摘要： 在这项工作中，我们提出了一种基于能量转移的新型光电化学（PEC）平台，用于探测与肉毒杆菌神经毒素（BoNT）酶活性中锌依赖性切割和底物特异性密切相关的蛋白质-蛋白质相互作用。具体而言，通过使用底物蛋白SNAP-25作为能量转移纳米探针，在PEC系统中构建了基于CdS量子点（QDs）与Au纳米粒子（NPs）之间激子-等离子体相互作用（EPI）的策略，伴随光电流下降。有趣的是，当目标肉毒杆菌神经毒素A型轻链（BoNT-LCA）特异性切割探针SNAP-25时，EPI效应被中断，导致光电流恢复。因此，可以灵敏地检测BoNT-LCA的酶活性，检测限为1 pg/mL。与传统的DNA可编程组装不同，本工作使用蛋白质探针桥接激子和等离子体，为基于EPI的生物测定研究提供了新途径。

    关键词： CdS量子点，激子-等离子体相互作用，能量转移，肉毒杆菌神经毒素A，光电化学检测

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于高电流相对论电子束泵浦等离子体波转换的高功率太赫兹波段辐射产生

    摘要： 束-等离子体相互作用系统通过利用等离子体波转换机制[1]，能够产生高功率亚毫米波（频率范围0.1÷1太赫兹）。该方法可实现多兆瓦级功率输出，并具备快速变频能力，满足多种实际应用需求。GOL-PET装置已研发出基于千安级相对论电子束泵浦等离子体波转换的亚毫米波原创方案。本文展示了强束-等离子体相互作用条件下，电磁波中等离子体波转换过程产生亚毫米波辐射机制的最新研究成果。

    关键词： 亚毫米波产生、等离子体波、束-等离子体相互作用、相对论电子束、太赫兹频段

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第20届高电流电子学国际研讨会（ISHCE）- 俄罗斯托木斯克（2018.9.16-2018.9.22）] 2018年第20届高电流电子学国际研讨会（ISHCE）- 电子束-等离子体相互作用产生太赫兹辐射

    摘要： 目前，在太赫兹频段（THz）寻找新型电磁辐射产生方法已成为科学与工程领域最具前景的快速发展研究方向之一，其应用涵盖安防和医学诊断等领域。现代解决方案之一是通过高电流相对论电子束与等离子体的相互作用来产生电磁波。由于这种情况下辐射频率与等离子体频率相当，只需改变等离子体密度即可轻松调节。在俄罗斯科学院西伯利亚分院理论与应用物理研究所GOL-3装置上进行的实验室实验中，当相对论电子束注入等离子体时成功产生了高效的太赫兹电磁辐射。本文基于计算机模拟研究了无碰撞等离子体湍流状态下，相对论电子束向电磁辐射高效传递能量的机制。采用二维数值模型对离子、电子等离子体组分及电子束进行动力学处理，并使用真实带电粒子质量比。通过并行电磁粒子模拟（PIC）程序UMKA2D3V，模拟了接近GOL-3装置实验室实验参数的束-等离子体系统。研究了一束电子注入等离子体和电子束反向注入两种工况，计算实验在具有大规模并行架构的现代计算机系统上完成。

    关键词： 太赫兹辐射、电子束-等离子体相互作用、粒子模拟方法、等离子体物理

    更新于2025-09-09 09:28:46