- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
可控制孔隙率的磁等离子体纳米颗粒及其组装阵列
摘要： 控制纳米级胶体及其纳米组装体的化学和物理性质，仍是提升纳米器件性能与功能的关键挑战。本研究报道了一种后合成刻蚀方法，用于调控包裹银纳米颗粒的Fe3O4壳层孔隙率，从而建立了一种简便而有效的方法来调节胶体及其组装结构的化学和光学性质。随着壳层孔隙率的增加，纳米颗粒发生转变，产生更强的催化活性和表面增强拉曼散射（SERS）效应，这源于化学物质向银核扩散的增强。利用这些孔隙率可控的纳米颗粒制备的磁等离子体（MagPlas）一维（1D）和二维（2D）阵列，展现出受颗粒壳层孔隙率强烈影响的有趣等离子体特性。此外，通过改变壳层孔隙率或引入额外的金属层，可以调节二维阵列的鲜艳色彩。这种具有可调控孔隙率Fe3O4壳层的1D和2D多孔MagPlas超结构，是开发可回收催化剂、具有优化活性、选择性和灵敏度的可调光学滤波器，以及彩色显示器和传感平台的支点。
关键词： 颜色、孔隙率、超材料、等离子体相互作用、磁等离子体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
空气中两束相向传播的激光诱导等离子体与冲击波的相互作用
摘要： 采用二维发射成像与阴影成像技术，研究了7纳秒激光诱导大气空气击穿（LIB）产生的两束相向传播等离子体及其冲击波的相互作用。研究揭示了两个等离子体源间距（d）及其能量比对等离子体与冲击波演化过程的影响。这些低密度、低温等离子体源在相互作用区域形成驻留层，其特性表现出与输入能量密切相关的有趣规律。通过对比双等离子体羽流与冲击波在环境空气中的相互作用动力学与单等离子体源的情况，清晰呈现了相互作用过程中的能量交换机制。基于二维发射图像与阴影成像的等离子体射流演化研究表明，二者具有极佳的关联性，为理解等离子体诱导冲击波对膨胀等离子体的作用提供了重要依据。观测发现高能源冲击波前沿穿越低能源等离子体时，主要导致射流的形成及其演化过程。
关键词： 激光诱导等离子体、等离子体射流、等离子体相互作用、冲击波、相向传播、驻留层
更新于2025-09-23 15:19:57
-
双色激光脉冲与磁化等离子体相互作用中太赫兹梯度力的产生与调制
摘要： 太赫兹（THz）波作为远红外光，与其他光源相比，为单细胞的光学捕获与操控提供了新机遇。我们提出一种高效方案，可灵活控制磁化等离子体中激光-等离子体相互作用产生的多种太赫兹场分布模式。通过构建解析太赫兹辐射场和二维粒子模拟程序验证该方案的可行性，并研究非对称太赫兹场对太赫兹梯度力与能流密度的调制效应以实现粒子和细胞的捕获操控。特别地，我们重点考察了灵活调控太赫兹辐射的稳定性——强短脉冲激光与超强磁场会引发显著的空间结构不稳定性及太赫兹辐射频率不稳定性。
关键词： 太赫兹波、激光-等离子体相互作用、光学捕获、磁化等离子体、太赫兹梯度力
更新于2025-09-23 15:19:57
-
量子等离子体激元的非厄米方法
摘要： 我们研究了存在耗散和退相位时，激子/等离子体相互作用简单非厄米模型的适用性极限。该模型可作为更完备的Lindblad密度矩阵方法的替代方案，在计算复杂度和概念理解上更为简化。研究发现，线性区域的光谱特征可通过此方法得到充分描述。但在某些连续光驱动条件下，该模型可能失效。对于两个量子点或激子与等离子体相互作用的情形，当同时存在耗散和退相位时，该模型能定性描述相干性与纠缠态；在无退相位极限下则可进行定量描述。在单激发流形框架内，该方法还被用于评估50个量子点与等离子体相互作用时无序度的影响——平均而言，足够大的无序度能帮助开放量子系统的系综平均值比无无序情况更快地稳定至暗准稳态。虽然在此规模限制下单激发流形计算既可采用非厄米形式也可采用Lindblad形式，但当希尔伯特空间维度增大时，非厄米方法在计算和存储方面的优势将更为凸显。
关键词： 光学光谱、相干性、纠缠、非厄米模型、量子等离子体学、激子/等离子体相互作用、林德布拉德密度矩阵、无序
更新于2025-09-23 15:19:57
-
双色激光等离子体相互作用产生的巨型孤立阿秒脉冲
摘要： 研究发现，双色（ω；2ω）激光与纳米级箔片相互作用存在一种新机制，该机制能产生极强且孤立的阿秒脉冲——即使采用多周期激光也能实现。当激光强度超过击穿场强（即足以使电子完全脱离离子背景）时，加入二次谐波场可使箔片稳定性维持至击穿强度。随后会出现向透明态的急剧转变，该过程基本在一个光学周期内完成。在此转变周期中，致密的纳米级电子团块被加速至相对论速度，并发射出单个高强度阿秒脉冲，其峰值强度接近激光场强度。
关键词： 双色激光、激光-等离子体相互作用、阿秒脉冲、相干同步辐射发射
更新于2025-09-23 15:19:57
-
双激光脉冲等离子体相互作用增强质子加速与转换效率
摘要： 我们报道了一种通过箔片与双激光脉冲相互作用来提高质子加速和能量转换效率的有效方案。研究发现，在总激光能量恒定的情况下，与单激光脉冲相比，采用箔片相互作用的双激光脉冲能使加速质子的峰值能量、总数及最大能量显著提升。首脉冲（预脉冲）的作用是改变靶材电子分布并减少后续激光脉冲的反射，从而增强激光吸收，使第二脉冲（主脉冲）的更多能量转化为粒子能量。主脉冲优先加速等离子体深处速度较慢的电子，同时通过体积加热也加速了快电子。最终当靶材对激光脉冲产生相对论透明效应时，质子通过激光击穿后燃机制被加速至高能状态。
关键词： 质子加速、激光-等离子体相互作用、双激光脉冲、能量转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
-
超强激光脉冲与薄靶相互作用下的光帆效应与钻孔辐射压加速研究
摘要： 采用圆偏振激光脉冲的辐射压力加速（RPA）方案能高效产生高强度、高能量的准单色离子束。根据靶材厚度不同，RPA呈现两种典型模式：在超薄靶中发展的光帆（LS）模式和在较厚靶中发展的钻孔（HB）模式。本研究通过全相对论粒子模拟（PIC）方法探究了LS-RPA与HB-RPA的离子加速动力学过程，利用一维理论模型合理阐释了两种模式的转换竞争机制。为验证一维结果的可靠性并研究多维效应，还开展了二维模拟。本工作有助于深化对RPA机理的理解，并为获得高质量、高通量离子束提供重要指导。
关键词： 离子加速、辐射压力加速、激光-等离子体相互作用、粒子模拟（PIC模拟）
更新于2025-09-23 15:19:57
-
超强激光与物质相互作用产生的伽马光子与正负电子对：现有方案的对比研究
摘要： 通过激光-等离子体相互作用驱动的非线性康普顿散射产生高能γ光子、以及布雷特-惠勒过程产生电子-正电子对的模型被建立，并提出了多种机制。由于截面较小，这些过程需要超强激光场和相对论性电子束。近期激光技术的发展可实现此类场景的极端条件。非线性汤姆逊和康普顿散射的辐射已通过实验观测到，多光子过程产生的高能正电子束也于近期被观测。本文综述了激光-等离子体相互作用中γ射线发射与e+e?对产生的原理，并比较了几种利用超强激光脉冲产生γ射线和e+e?对的实验方案，针对超短（15飞秒）与较长（150飞秒）多拍瓦激光束产生的γ光子束与正电子束的效率及质量进行了评估。
关键词： 电子-正电子对产生、非线性康普顿散射、γ光子生成、布雷特-惠勒过程、激光-等离子体相互作用
更新于2025-09-19 17:13:59
-
亚相对论激光强度下相对论电子的产生
摘要： 从千焦级亚相对论激光-等离子体相互作用中测量到了相对论性电子温度。实验显示其温度比基于有质动力标度律的预期值高出约一个数量级——当激光强度为1×101? W/cm2时，产生了高达2.2 MeV的电子温度。二维粒子模拟表明，电子通过随机加速过程获得超有质动力能量，这是因为它们采样了快速变化的激光相位的广大区域。我们证明：采用长脉冲持续时间和大空间尺度的激光，在亚相对论强度下也能实现如此高的电子温度。
关键词： 粒子模拟方法、相对论性电子、随机加速、激光-等离子体相互作用、亚相对论激光强度
更新于2025-09-19 17:13:59
-
石墨烯纳米带等离子体气体传感
摘要： 利用等离激元进行气体振动模式传感的主要挑战在于气体种类具有极弱的红外吸收特性。在本研究中，我们探索了通过表面吸附、光学场或静电场捕获自由气体分子的可能性，以增强气体-等离激元相互作用并提升等离激元传感能力。我们分析了这些捕获力的相对强度，发现典型纳米带阵列等离激元装置中气体吸附产生的光学消光可测凹陷——当气体浓度达到千分之一量级时，其幅度可达0.1%。
关键词： 光学消光、红外吸收、石墨烯纳米带、气体-等离子体相互作用、等离子体气体传感
更新于2025-09-19 17:13:59