聚焦強激光場中電子動力學特性的研究.pdf

1、該文主要研究了聚焦強激光場中相對論電子的動力學特性.基于自由電子在線偏振高斯光場中運動的3D數(shù)值模擬,我們考察了聚焦強激光場中電子俘獲加速機制CAS(Capture&Acceleration Scenario)和非彈性散射過程IS(InelasticScattering).在對典型的CAS動力學過程進行分析后,發(fā)現(xiàn)CAS的基本物理機制與以前的研究結(jié)果相吻合.在此基礎上,我們發(fā)現(xiàn):當光束腰寬W<,0>較小時(kw<,0>≤30,W<,0>

2、是光束的腰寬,k是波數(shù)),除了CAS和IS這兩種典型的電子軌道之外,又出現(xiàn)了一種新的動力學軌道,我們稱為"PARM(Penetrate intoAxial Region and Move)"軌道.我們對它的動力學特性進行了探討,結(jié)果表明:PARM過程與以前我們發(fā)現(xiàn)的CAS和IS過程有著本質(zhì)的區(qū)別.典型的PARM動力學軌道具有其顯著的特點,即:部分入射的相對論電子,能夠在達到腰斑前被偏向于光束的中心,并沿近光軸的方向出射.我們得出,PAR

3、M形成的機理是:在聚焦強激光場中,由于光場的衍射效應,小角度掠入射的相對論電子將感受到邊緣衍射場的較強作用.處于適當相位的電子,感受到持續(xù)的橫向電場力,能夠克服光場勢壘的作用,從而穿入光束中心.此外,我們對PARM出現(xiàn)的初始條件進行了研究,得出了PARM出現(xiàn)的參數(shù)范圍.決定PARM出現(xiàn)的一個重要因素是光束腰寬W<,0>,即要求腰寬要足夠小(kw<,0>≤30).同時還需滿足其它條件:電子入射角θ(θ=tan<'-1>(p<,ti>/p<