激光尾場加速電子機(jī)理的研究.pdf

1、近幾年來,由于高功率激光技術(shù)的不斷發(fā)展,利用超強(qiáng)激光脈沖與等離子體相互作用產(chǎn)生高能電子束的研究得到了極大推動。用激光加速帶電粒子這個設(shè)想早在激光發(fā)明的初期就已經(jīng)提出來了。由于激光場是橫場，這個電場不能在激光傳播方向充分地加速帶電粒子。然而在激光和等離子體相互作用中，能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的電子等離子體波(100GeV/m)，且具有接近真空中光速的相速度，可用來直接加速電子至極高的能量。相對于傳統(tǒng)的射頻腔加速器,這種新型的加速器由于以等離子體為介質(zhì)

2、，可以突破傳統(tǒng)加速器中加速梯度小于100MeV/m的限制。
　　 經(jīng)過二十多年在激光尾波場加速電子領(lǐng)域不斷發(fā)展，近年來國際上幾個著名的實(shí)驗(yàn)室相繼報(bào)道了準(zhǔn)單能電子束的成功觀測，實(shí)現(xiàn)了電子束的單能性、電子束能量方面的又一重大突破，掀起了激光尾波場加速電子研究的新高潮。產(chǎn)生超過GeV能量的電子束正是目前很多實(shí)驗(yàn)室在嘗試的工作。文章介紹激光尾波場加速電子的相關(guān)概念和這一領(lǐng)域的理論創(chuàng)新進(jìn)展和一些重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 本文主要就密

3、度減稀等離子體中激光驅(qū)動尾場加速電子方案，嘗試不同的等離子體密度減稀模式進(jìn)行模擬計(jì)算，考察不同的密度減稀模式對電子加速的影響。本文從捕獲更多的電子和使電子具有更好的單能性兩方面考慮對密度減稀方式進(jìn)行改進(jìn)：
　　 (1)共振相位取定值勢必在加速開始時甩出一部分電子，考慮使共振相位從加速開始時較低或者為零逐漸過度到高相位，從而把電子聚束到小的相位范圍內(nèi)，不會被甩出，實(shí)現(xiàn)捕獲更多電子的目的；
　　 (2)在實(shí)現(xiàn)(1)的同時考慮