本项目完成了在等离子体尾场下的电子加速,激光等离子体相互作用下的空泡电子加速及优化,非均匀磁场下的真空电子加速,激光与等离子体薄膜靶相互作用下的离子加速,以及有预等离子体通道时激光传播存在类孤子型解等几个方面的预期研究任务,取得了丰硕成果,有17篇SCI论文在包括Appl Phys Lett和Phys Plasmas等杂志在内的国内外核心期刊上发表。本项目取得的主要成果有(1)对强激光脉冲和非均匀外加磁场下的电子共振加速问题,通过合适地提供有横向梯度变化的轴向磁场,其非线性的激光驱动电子共振加速机制可使电子加速到GeV水平。(2)提出用内径在空泡初始和最大横向半径之间的高密度等离子体管壁来优化电子加速的方案,该方案可抑制电子进一步注入, 从而提高了加速梯度并能够实现准稳相加速。(3)通过考虑辐射压的相对论性修正后的优化靶厚而实现离子的稳定加速。(4)离子的荷质比对辐射压力加速机制中离子加速稳定性影响较大,通过氚离子和被加速离子在加速过程中形成的分层结构, 可以使氚离子层有效地缓冲各种不稳定性从而实现某些低荷质比离子相对稳定的加速。(5)有预等离子体通道时激光传播存在类孤子型解。
英文主题词ultraintense ultrashort laser, wakefield acceleration; bubble acceleration; radiative pressure acceleration, soliton