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靶材厚度对激光驱动过密等离子体靶产生高次谐波效率的影响

DOI：10.1088/1367-2630/ab4622 期刊：New Journal of Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 本文通过解析和数值方法研究了靶材厚度对基于激光等离子体的高次谐波产生（HHG）效率的影响。我们获得了最佳参数区域：当激光归一化振幅a0、靶材密度ne与厚度d0满足关系式a0nc/ne < d0 < a0nc/2ne时，在此区域内激光可部分穿透靶材从而实现高效加速，同时靶材厚度足以沿激光上升沿振荡而不致破裂，这保证了HHG现象的发生。一维和二维粒子模拟结果均验证了该最佳靶材厚度理论，且在8.6×102? W/cm2驱动下产生了强度达I=3.0×102? W/cm2的单阿秒脉冲，其强度比厚靶产生的脉冲高出数百倍。
作者： Xinrong Xu，Bin Qiao，Weiquan Wang，Yan Yin，Hongbin Zhuo，Ke Liu，Duan Xie，Tongpu Yu，Debin Zou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究靶材厚度对基于激光等离子体的高次谐波产生（HHG）效率的影响，并确定高效HHG的最佳参数区域。

研究成果

研究得出结论，实现高效高次谐波产生的最佳目标厚度区间为[λ/2πS, λ/πS]，其中S为相似性参数。在此区间内，激光可部分穿透靶材，从而实现高效加速与高次谐波产生。一维和二维粒子模拟均验证了该理论，显示出显著提升的高次谐波产生效率及单阿秒脉冲的生成。

研究不足

该研究受限于当前技术实现高效高次谐波产生（HHG）参数区域的能力，特别是对于密度约为200nc的塑料靶材，需要强度超过8.6×1022 W/cm2的激光脉冲。

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