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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 超强激光与均匀及纳米多孔近临界等离子体相互作用的参数研究

    摘要： 利用二维粒子模拟方法，系统研究了均匀近临界等离子体（UNCP）与纳米多孔近临界等离子体（NPNCP）在短脉冲强激光作用下的响应特性。通过参数化研究，分析了固体靶前表面沉积均匀层与纳米多孔层时，在宽范围激光强度（归一化振幅a0=5-25）和前层平均密度ne=0.3-3nc（nc为临界密度）条件下质子最大能量的变化规律。研究发现：对于厚度小于10微米的前层，质子最大能量与靶材孔隙率和密度无关；但在较厚靶材中，相比均匀结构，纳米多孔结构会降低激光能量吸收率，进而减小质子最大能量。结果表明：在中等激光强度下采用UNCP替代NPNCP时，质子最大能量可提升23%。该增强效应源于UNCP层中形成的优质等离子体通道使激光脉冲快速自聚焦，并主导直接激光电子加速机制。而NPNCP情况下，等离子体结构对激光的散射会削弱激光强度并增加无序性，从而影响激光能量向电子的高效耦合。

    关键词： 质子加速、近临界等离子体、粒子模拟方法、超强激光、激光等离子体相互作用

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用超强双频激光镊子实现离子加速

    摘要： 超强激光可产生并操控等离子体，从而在局部区域生成极高的静电场和电磁场。本研究提出一种超强光学镊子概念：让两束不同频率的反向传播圆偏振强激光在纳米箔片上对撞。激光在箔片内部发生干涉后产生拍频波，该波能以光学可控速度捕获并移动作为薄层的等离子体电子。电子位移会形成具有极强静电场的等离子体微电容器，从而高效地从多组分靶材（如碳氢化合物箔片中的质子）产生窄能散离子束。通过多维粒子模拟方法，我们从理论和数值模拟两方面对该离子加速器概念进行了研究验证。

    关键词： 光学镊子、粒子模拟方法、等离子体、离子加速、超强激光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光等离子体中相对论性镜面反射的反冲效应

    摘要： 相对论性反射镜可通过强激光脉冲在低密度等离子体中激发的强非线性朗缪尔波实现。当入射光从相对论性反射镜反射时，会反过来影响反射镜的运动。通过解析方法和粒子模拟研究了相应的反冲效应。研究发现，若入射电磁波的能流密度超过特定阈值，相对论性反射镜会产生显著的反作用并分裂为多个电子层。文中给出了该反射镜的反射系数，以及电磁波电场放大和频率上移的倍数因子。

    关键词： 粒子模拟方法、相对论性反射镜、朗缪尔波、激光等离子体、反冲效应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光反射作为多皮秒激光-等离子体相互作用中直接激光加速的催化剂

    摘要： 我们证明，在相对论性多皮秒激光入射固体密度靶形成的预等离子体中，激光反射会催化超准静态电子的产生。一维粒子模拟显示，高能电子产生通过两个阶段的直接激光加速实现：初始的随机反向阶段和最终的非随机正向阶段。由反射激光脉冲驱动的初始随机阶段提供了使最终阶段非随机化所需的预加速。通常被认为会增强随机加热的静电势能增益仅起次要作用。该机制与涉及多皮秒激光-等离子体相互作用的应用直接相关。

    关键词： 粒子模拟方法、超振荡电子产生、直接激光加速、激光反射、多皮秒激光等离子体相互作用

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 亚相对论激光强度下相对论电子的产生

    摘要： 从千焦级亚相对论激光-等离子体相互作用中测量到了相对论性电子温度。实验显示其温度比基于有质动力标度律的预期值高出约一个数量级——当激光强度为1×101? W/cm2时，产生了高达2.2 MeV的电子温度。二维粒子模拟表明，电子通过随机加速过程获得超有质动力能量，这是因为它们采样了快速变化的激光相位的广大区域。我们证明：采用长脉冲持续时间和大空间尺度的激光，在亚相对论强度下也能实现如此高的电子温度。

    关键词： 粒子模拟方法、相对论性电子、随机加速、激光-等离子体相互作用、亚相对论激光强度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 高强度激光脉冲与微米级金属箔相互作用过程中，靶材烧蚀增强的太赫兹辐射

    摘要： 当超强相对论激光照射固体靶材时，激光驱动的电子束穿过靶材后表面会产生相干渡越辐射，从而生成太赫兹（THz）脉冲。该辐射能量取决于电子数量与能量。通过引入毫焦量级皮秒烧蚀激光脉冲，可在靶材前表面形成尺度长度为微米的欠稠密预等离子体。后续主激光脉冲与预等离子体相互作用时，能产生电荷量更大、能量更高的电子束，从而增强太赫兹辐射并影响辐射角度。二维粒子模拟表明电子束性能得到提升，且观测到太赫兹辐射能量近十倍的增强效应。

    关键词： 高强度激光脉冲、粒子模拟方法、相干渡越辐射、太赫兹辐射、靶材烧蚀、微米级金属箔

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 强圆偏振激光场中薄箔的吸收与不透明度阈值

    摘要： 我们证明，强圆偏振正入射激光脉冲中薄箔的常用透射阈值需要修正。我们提出了一个能准确描述激光吸收的解析模型。修正后的阈值不仅取决于激光振幅，还与其他同等甚至更重要的参数相关。我们的预测与粒子模拟结果完全吻合。这一修正标准对于高场强激光等离子体实验的配置至关重要。此外，不透明箔片会使脉冲前沿变陡，这对诸多应用都具有重要意义。

    关键词： 粒子模拟方法、透明阈值、圆偏振激光场、激光吸收、薄箔

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 超高斯激光束聚焦驱动的激光尾波场加速器

    摘要： 激光尾波场加速器近期的快速发展表明，这些装置有望成为传统电子加速器的紧凑且经济实惠的替代方案。后者配备射频腔体时，由于腔壁击穿效应[1]，其电场梯度值低于100兆伏/米。相比之下，激光尾波场加速器可实现约千倍更高的梯度[2]。因此，要获得数百兆电子伏甚至吉电子伏量级的电子束团，所需的加速长度大幅缩短。

    关键词： 粒子模拟方法、超高斯光束、电子注入、激光尾波场加速、激光等离子体加速器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2018年第二届国际电介质会议(ICD) - 布达佩斯(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年IEEE第二届国际电介质会议(ICD) - 基于PIC/MCC方法的微间隙气体击穿数值模拟

    摘要： 基于汤森效应的帕邢曲线曾用于描述气体击穿电压，但越来越多实验表明，当电极间距小于10微米时该理论并非完全准确。因此研究微尺度间隙击穿规律及微电子元件绝缘结构的放电机制具有重要意义。本研究采用粒子模拟/蒙特卡罗碰撞方法进行数值实验，模拟空气中微间隙放电过程。通过带电粒子数量变化、电流强度及电场分布作为击穿判据来分析微间隙击穿特性，不同判据确定的击穿时刻基本一致。此外，在不同外加电压和阴极温度下，场致发射与热电子发射对阴极总电子发射的贡献存在差异。该系列实验结果可为微尺度介质击穿的物理机制提供进一步理论指导。

    关键词： 粒子模拟方法、电子发射、气体击穿、微尺度间隙

    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