中文摘要：

激光等离子体尾场加速器有利于粒子加速器的小型化，从而在高能粒子加速、自由电子激光、聚变物理和工业医学应用等领域有重要的价值。等离子体空泡是超短超强激光脉冲驱动的特殊尾场。空泡机制是公认的最有效的激光驱动电子加速机制之一，电子注入和加速方法是其中的两个关键问题，获得高品质(高能量、低能散、大电流和低发射度)电子束和提高单次加速的能量增益是两个重要的目标。本项目拟从理论分析和数值模拟上研究空泡电子加速中的注入和加速方法。包括研究高密等离子体环注入方法，探索可控的、得到大电流和低发射度电子束的注入方法；并研究等离子体通道，特别是高密等离子体管中空泡电子加速新的物理规律和优化加速的方案；在此基础上研究产生GeV量级高品质电子束，以用于X射线自由电子激光的注入源，并探索提高单次加速能量增益的方法及其标度率。本项目将对激光驱动等离子体电子加速实验研究提供一些相关的理论指导。