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高Z气体靶中电子的直接激光加速及等离子体密度阈值对电子束产生的影响
摘要： 本文报道了使用脉宽约60-70飞秒激光脉冲，在氮气(N2)与氦氮混合气体射流靶中开展激光驱动电子加速的实验研究。纯氮气条件下，在约1.6×101? cm?3的阈值密度下观察到具有准热谱的相对论电子束产生。当氮气中氦气占比优化为50%时，在相对较高的约2×101? cm?3阈值密度下产生了准单能电子束，其平均峰值能量约168 MeV，平均能量展宽约21%，平均总束流电荷量约220 pC。电子加速机制可归因于直接激光加速与混合机制的共同作用。氮气中氦气最佳占比（即等离子体阈值密度）的发现——对应更优品质电子束的产生——可通过电子相对于横向振荡激光场的失相速率随等离子体密度的变化来解释。相关结果也得到了采用EPOCH代码进行的二维粒子模拟(PIC)的验证。
关键词： 激光尾场加速、激光等离子体加速、直接激光加速、电离诱导注入
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于激光等离子体加速的自由电子激光中的电子束亮度与波荡器辐射亮度
摘要： 我们在此报道了利用激光等离子体加速（LPA）源，经过10米长传输线（COXINEL）后的自发波荡器辐射和自由电子激光计算。该传输线能够操控所产生电子束的特性（能散、发散角、色散），以满足光源应用需求。通过解析方法研究了电子束亮度和波荡器辐射亮度，从而阐明了COXINEL装置中色差效应的影响。
关键词： 波荡器辐射、自由电子激光、电子束亮度、激光等离子体加速
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于激光尾波场加速靶材结构化气体密度剖面的层析重建算法
摘要： 激光尾波场加速器的输出性能强烈依赖于气体靶的密度分布特性。本研究聚焦于通过断层扫描测量重建三维密度分布，对比了分析法和迭代法，并提出一种专为激光尾波场加速气体靶重建设计的新方法——FARM算法。我们在简化几何结构和真实几何结构中测试了多种方法，从密度分布重建质量、所需投影数量及计算耗时三个维度评估各算法性能。
关键词： 干涉测量法、断层扫描、激光尾波场加速、密度分布、气体靶、激光等离子体加速、断层重建、激光电子加速
更新于2025-09-23 15:19:57
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新型加速器的激光器
摘要： 随着激光等离子体加速研究的推进，新型加速器方案正迅速涌现，其运行需要先进的高功率激光驱动源。过去十年间，激光性能取得显著进步，包括重复频率、平均与峰值功率以及系统体积等方面，这使得这类系统对包括新型加速器在内的诸多应用颇具吸引力。本文探讨了所提出的新型加速器方案对激光驱动源的要求，研究了新兴技术，并为第一代等离子体加速器引入了一种可行的激光驱动概念。
关键词： 新型加速器、激光器、激光等离子体加速、高功率激光驱动器
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光横向分布对毛细管中激光等离子体加速外部注入的影响
摘要： 研究了高强激光束在中空介质毛细管中的导引问题，该研究应用于激光等离子体尾场加速器阶段。对于此类导引，激光在毛细管入口处的横向强度分布对激光传播过程中横向等离子体尾场的波动具有显著影响。我们详细分析了这些波动对注入能量为100 MeV的电子束团加速效果的影响。结果表明，在最佳匹配条件下，通常采用的高斯型横向强度分布会导致激光边缘在毛细管入口处产生衍射，从而引发强烈波动。通过采用平顶高斯激光强度分布来减弱这种衍射效应，我们证明可在多个瑞利长度范围内实现电子束团的高效加速。
关键词： 空心毛细管、激光导引、激光等离子体加速、平顶高斯光束
更新于2025-09-11 14:15:04