激光等離子體相互作用中的自聚焦和電磁孤立子實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著啁啾脈沖技術(shù)的發(fā)展，超短超強(qiáng)激光逐漸在越來越多的實(shí)驗(yàn)室得到應(yīng)用。而超短超強(qiáng)激光與稀薄等離子體相互作用由于涉及到如“快點(diǎn)火”、X-射線激光和激光尾場加速器等諸多方面的應(yīng)用而受到人們的廣泛關(guān)注并開展了大量研究。超短超強(qiáng)激光-稀薄等離子體相互作用過程中有著非常豐富的非線性物理現(xiàn)象，對這些現(xiàn)象的研究將有助于人們更全面更深入得理解激光-等離子體相互作用機(jī)制，同時(shí)對將來的實(shí)驗(yàn)具有重要的指導(dǎo)意義。
　　通過開展超短超強(qiáng)激光-稀薄等離子體相互

2、作用實(shí)驗(yàn)，本文研究了超短超強(qiáng)激光在稀薄等離子體中的自聚焦現(xiàn)象及電磁孤立子現(xiàn)象。
　　激光自身的散焦特性使得激光無法保持聚焦?fàn)顟B(tài)傳輸足夠長的距離，無法滿足實(shí)際需要。當(dāng)激光在等離子體中傳輸時(shí)，有質(zhì)動(dòng)力效應(yīng)和相對論效應(yīng)將使得激光克服散焦形成自聚焦傳輸。但在超短超強(qiáng)脈沖情形下，激光在等離子體中的自聚焦機(jī)制并不明確。本文通過開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，采用陰影成像法研究了超短超強(qiáng)激光與稀薄等離子體相互作用中的自聚焦現(xiàn)象，結(jié)果表明，激光功率與臨界功率之比是

3、影響自聚焦的關(guān)鍵條件，并得出了相應(yīng)的自聚焦條件，相對論自聚焦是超短超強(qiáng)激光在稀薄等離子體中的主要自聚焦機(jī)制。
　　在相互作用過程中還有一種現(xiàn)象特別值得人們關(guān)注，即電磁孤立子現(xiàn)象。電磁孤立子是激光在等離子體中傳輸時(shí)被局域在等離子體內(nèi)部的孤立電磁波。目前關(guān)于電磁孤立子的研究主要集中在理論方面，實(shí)驗(yàn)中研究很少。電磁孤立子的形成對于激光在等離子體中的傳輸具有很大的影響，這要求人們能從實(shí)驗(yàn)中深入得研究孤立子的性質(zhì)。本文采用等離子體單色成像法