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质量受限球形靶在激光等离子体相互作用下的质子加速
摘要： 本文采用三维粒子模拟方法研究了超短圆偏振激光与近临界密度球形靶相互作用中的质子加速过程。通过改变靶尺寸和靶密度来探究其对加速质子束的影响。相对论透明效应使靶材高效加热，各参与作用过程间呈现复杂耦合关系。电子加热与再循环有助于形成激波，该激波对由有质动力形成的静电鞘所加速的质子产生进一步推动作用。观测到最大峰值质子能量约40 MeV，这是多种加速机制累积效应的结果。较大靶尺寸时在激光前进方向观察到电子射流，该现象会抑制质子束能量。
关键词： 球形靶、激光等离子体相互作用、静电鞘层、电子加热、质子加速、相对论透明性、有质动力、激波形成
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过高分辨率Kα发射对激光加速等离子体中超热电子的表征
摘要： 超热电子在高强度激光产生的等离子体中通过非线性激光-等离子体相互作用驱动的不稳定性常规产生。其精确表征对惯性约束聚变性能以及实验室天体物理和一般高能量密度物理实验至关重要。本文研究了kJ-ns激光产生等离子体中超热电子激发的非热原子态。来自温密铜箔激光偏转部分的高空间和光谱分辨X射线发射可视化了热电子。包含非线性激光-等离子体相互作用和热电子传播的多尺度二维流体动力学模拟为从头算非热原子模拟提供了输入。分析揭示了激光脉冲峰值与超热电子存在之间存在显著延迟。光谱特征与模拟结果的一致性表明，先进高分辨率X射线光谱学与非热原子物理学的结合为表征固体密度物质内部的超热电子提供了一种有前景的方法。
关键词： 超热电子、非热原子物理、X射线光谱学、惯性约束聚变、激光等离子体相互作用
更新于2025-09-12 10:27:22
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近红外至远红外激光脉冲驱动的相对论等离子体产生太赫兹辐射
摘要： 通过粒子模拟研究了采用近红外至远红外载波波长、超强双色激光场电离气体产生太赫兹脉冲的过程。对于长泵浦波长（10.6微米）导致电子密度与临界密度比值较大的情况，研究表明光电离会灾难性地增强等离子体尾波场，造成光谱整体红移，并在激光传播方向激发出振幅达数十GV/m的太赫兹场。该辐射过程伴随有因尾波场驱动电子加速而产生的相干渡越辐射（CTR），其振幅与主辐射相当。我们通过解析方法评估了包含粒子自场效应的总辐射能量中CTR能量占比可达30%，并通过数值计算标定了匹配击穿机制在电子密度跨越三个数量级变化时的效率。
关键词： 光电离、激光等离子体相互作用、等离子体尾场、太赫兹、相干渡越辐射、粒子模拟（PIC模拟）
更新于2025-09-12 10:27:22