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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 热释电材料LiTaO?与LiNbO?的电学特性及其与电子和X射线能量关联的研究
摘要： 通过利用热释电效应产生X射线，研究了热释电钽酸锂（LiTaO3）和铌酸锂（LiNbO3）的电学特性，并将其与可获得的X射线能量进行了对比。测量了不同尺寸晶体的电容并计算了相应的介电常数。真空装置使得能够在可变压力下关联最大X射线能量。所呈现的结果提供了基础材料特性的概述及其对产生的电位差的影响。
关键词： 铌酸锂，热释电晶体，真空电子源，X射线谱，介电常数，X射线能量，电子加速，电子发射，电容，钽酸锂
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 矩形热释电晶体发射电子的自聚焦：优化X射线强度的几何条件研究
摘要： 诸如LiTaO3或LiNbO3的压电晶体为产生高能高强度X射线提供了可能。这些压电X射线源因其独特优势可应用于XRF领域。本报告系统研究了这些晶体的特性行为以实现X射线强度优化，并进一步探究了矩形压电晶体发射电子的聚焦问题。
关键词： 铌酸锂，热释电晶体，真空电子源，X射线强度，X射线光谱，聚焦，电子加速，电子发射，钽酸锂
更新于2025-09-23 15:21:21
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太赫兹驱动电子加速的PBG波导优化
摘要： 对二维光子带隙介电结构（亦称光子晶体）的特性进行了数值研究，以辅助设计太赫兹（THz）驱动的直线电子加速器波导。鉴于太赫兹加速机制中驱动脉冲具有宽带特性，其中一个设计目标是最大化光子带隙宽度，从而使相关频率能在光子晶体线性缺陷波导中传播。所提出的设计方案经过优化，在有效加速带宽与同步中心频率下的强束-波相互作用之间实现了最佳平衡。通过对比加速带宽、加速电压和表面磁场等参数，将该几何结构与文献中的主要对比方案——介质包层波导进行了比较。
关键词： 光子晶体、太赫兹（THz）电子加速、光子带隙波导（PBG-Ws）
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于将电子加速至8 GeV的激光加热毛细管放电等离子体波导
摘要： 通过毛细管放电与逆轫致辐射激光加热相结合产生的等离子体通道，使激光驱动等离子体加速器中产生了能量高达7.8 GeV的电子束团。毛细管放电首先形成初始等离子体通道并用于调节等离子体温度，从而优化激光加热效果。虽然优化的较低初始等离子体温度会降低电离度，但后续加热脉冲的电离作用最终在轴线上形成了完全电离的等离子体。加热脉冲持续时间设定为超过~1纳秒的流体动力学时标，使得后段时段能更有效地被脉冲前端形成的通道引导。模拟结果表明，这种加热脉冲的热自导引效应实现了20厘米以上的通道形成。相比单纯依赖放电的情况，经后加热处理的通道具有更低的轴线密度和更强的聚焦强度，从而能够引导峰值功率0.85拍瓦的相对论强激光脉冲，并实现超过15个衍射长度的尾场加速。电子在多个相位桶和时间点注入尾波，从而产生多个具有不同峰值能量的电子束团。为获得低能散的单电子束团，研究人员在毛细管放电波导内进行了局域化电离注入实验，在3.3厘米长的毛细管放电波导中成功产生了单束团电子：能量1.6 GeV、电荷量38皮库仑、发散角1毫弧度、相对能散（半高全宽）低于2%。该技术发展对抑制能散及未来高效级联加速实验具有重要前景。
关键词： 毛细管放电、逆轫致辐射激光加热、电子加速、激光驱动等离子体加速器、等离子体通道
更新于2025-09-23 15:21:01
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紧密聚焦啁啾高斯激光脉冲对螺旋波荡器中电子加速的影响
摘要： 通过考虑真空环境中紧密聚焦的啁啾高斯激光脉冲与螺旋波荡器的相互作用，我们研究了啁啾脉冲逆自由电子激光（CIFEL）机制。采用更符合实际的激光描述方式——空间项进行七阶计算、时间项进行一阶计算。数值计算表明，在CIFEL方案中使用紧密聚焦的啁啾高斯激光脉冲可实现更优的电子加速效果。研究显示，利用现有激光参数可将10 MeV的电子加速至数GeV能量量级。
关键词： CIFEL，紧密聚焦的啁啾高斯激光脉冲，螺旋波荡器，电子加速，啁啾脉冲逆自由电子激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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亚太瓦超短激光脉冲产生伽马辐射：预等离子体与脉冲持续时间的优化
摘要： 我们报道了一项关于电子在亚太瓦激光脉冲（强度约3×10^18 W/cm2，脉宽50飞秒）与等离子体相互作用下加速的实验与数值研究。通过额外施加脉宽8纳秒、强度约2×10^12 W/cm2的激光脉冲，在钼靶表面形成预等离子体层。研究表明：当纳秒脉冲超前飞秒脉冲15-25纳秒时，若保持能量恒定（相应降低强度至1700飞秒脉宽），轫致辐射γ射线产额会提升超过一个数量级。等离子体的干涉测量数据及光学/γ射线诊断结果表明，此类激光脉冲场中振荡电子对原子的碰撞电离，在电子密度分布形成过程中起关键作用。尽管存在纳秒脉冲影响，仍确定了该效应对放大自发辐射水平的敏感性。数值模拟显示，在大脉宽条件下，电子加速源于激光辐射受激拉曼散射过程中激发等离子体波的断裂效应。
关键词： 预等离子体、亚相对论强度、放大自发辐射、激光等离子体、对比度、电子加速、碰撞电离
更新于2025-09-23 15:19:57
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远超有质动力极限的直接激光-固体相互作用中的电子加速
摘要： 在激光与固体相互作用中，电子可能被产生并随后加速至量级接近动量限制力的能量水平，该过程主要由直接激光加速机制主导。通过径向偏振激光脉冲入射金属丝靶材突破此限制时，可关联多种新效应。三维粒子模拟显示，相对论强度激光脉冲能从金属丝中提取电子并将其注入加速场。由集体等离子体效应产生的反相位失谐现象，可使电子获得能量较动量限制力提升两个数量级。研究表明，超短径向偏振脉冲比线性和圆偏振脉冲更高效地产生超动量限制力电子。
关键词： 激光与固体相互作用、有质动力极限、反相移加速、径向偏振激光脉冲、电子加速
更新于2025-09-19 17:13:59
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强磁场中激光加速电子的能量增益
摘要： 本文研究了在具有静态均匀磁场B*的等离子体中，激光脉冲对电子的加速过程。激光脉冲垂直于磁场线传播，其偏振方向满足(Elaser·B*)=0。研究重点关注那些初始横向动量显著、若无磁场存在会因强烈退相效应而无法从激光获得足够能量的电子。研究表明，磁场可通过旋转这类电子使其动量转向前进方向，从而引发能量增长。这种能量增益过程会持续远超退相效应降至极小值的转折点。与纯真空加速情形不同，电子在此过程中会出现快速能量提升，其解析推导得出的最大能量增益取决于磁场强度和波的相速度。在高激光振幅(a0?1)条件下，磁场增强效应尤为显著——此时类似真空中的加速机制仅能在数十微米内产生高能电子。强磁场有助于在不显著增加相互作用长度的前提下提升a0值。
关键词： 等离子体、激光脉冲、退相位、磁场、电子加速
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过短激光脉冲在低密度靶材中优化电子加速，实现伽马射线、正电子及光核粒子的有效产生
摘要： 基于短激光脉冲与低密度等离子体靶相互作用的3D粒子模拟，已优化电子加速方案以寻找能最大化高能电子束电荷量的脉冲传播模式。该模式对应激光脉冲的自捕获传播状态——其中衍射发散效应与相对论非线性效应相互平衡，使得轴上不会发生相对论自聚焦，且激光光束半径在等离子体中传播多个瑞利长度时保持不变。当脉冲长度显著超过等离子体波长和脉冲宽度时，该模式会在近临界密度条件下出现。电子加速发生于充满高频激光场与纵向静电单周期场的行波腔体中（即"自捕获模式"）。蒙特卡洛模拟表明，该模式产生的高电子产额能有效促使捕获靶产生γ射线、正负电子对、中子乃至π介子。
关键词： 电子加速、光核粒子、激光脉冲、伽马辐射、正电子、低密度等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22
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面向未来高能对撞机的无缝多级激光等离子体加速
摘要： 采用可变曲率等离子体通道的多级激光尾波场加速器，能够高效地将电子加速至超过退相和泵浦耗尽极限的高能状态。激光与粒子束的无缝耦合，有望实现革命性小型化且成本极低的未来能量前沿对撞机。
关键词： 高能对撞机、电子加速、等离子体通道、激光尾场加速器
更新于2025-09-11 14:15:04