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超强圆偏振激光直接加速产生超高能量电子束
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN141.32[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室,北京100190
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CBA01501);国家自然科学基金(批准号:11105217,11375261,11375262)资助的课题
中文摘要:

研究表明,峰值强度为1022—1025W/cm2量级的圆偏振激光脉冲的有质动力场可以直接加速并产生GeV—TeV的单能电子束,其中被加速电子的能量与激光脉冲的峰值强度成线性定标关系.为了获得更高能量的电子束,通过对一维解析模型的分析得到:如果电子束在激光传播的方向上具一个初始能量E0,那么这种线性的定标关系可以被打破,被加速电子束最终的能量可以被放大E0倍.这是由于具有一定初始能量的电子束不容易被激光脉冲抛在后面,进而获得更高的加速距离.二维粒子模拟结果显示:当电子束的初始能量E0为MeV量级时这个方法是有效的,而当E0过大时这个方法失效.这是因为当电子的加速距离远大于激光脉冲的瑞利长度时,激光强度的衰减使得电子束的加速错过了最佳加速场.

英文摘要:

The earlier research showed that circularly polarized laser pulses with peak intensities in a range of 1022-1025 W/cm2 can directly accelerate and generate GeV-TeV monoenergetic electron beams with a linear energy scaling with the laser intensity. To obtain higher energy electron beams, a scheme is proposed to use an electron beam with an initial energy Eo along the laser propagation direction. This scheme can overcome the linear energy scaling with E0 = 0 obtained previously and enhance the beam energy by Eo folds. This is because an electron beam with an initial energy can move with the laser pulse together and therefore obtain a longer acceleration distance. Two-dimensional particle-in-cell simulation shows that this scheme is effective only for the electron beams initially with low energy on the order of MeV. With overhigh energy, electrons will miss the optimum acceleration field because the electron acceleration distance is much longer than the Rayleigh distance and the laser intensity is significantly attenuated.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876