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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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激光反射作为多皮秒激光-等离子体相互作用中直接激光加速的催化剂
摘要： 我们证明，在相对论性多皮秒激光入射固体密度靶形成的预等离子体中，激光反射会催化超准静态电子的产生。一维粒子模拟显示，高能电子产生通过两个阶段的直接激光加速实现：初始的随机反向阶段和最终的非随机正向阶段。由反射激光脉冲驱动的初始随机阶段提供了使最终阶段非随机化所需的预加速。通常被认为会增强随机加热的静电势能增益仅起次要作用。该机制与涉及多皮秒激光-等离子体相互作用的应用直接相关。
关键词： 粒子模拟方法、超振荡电子产生、直接激光加速、激光反射、多皮秒激光等离子体相互作用
更新于2025-09-19 17:13:59
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外加磁场诱导的退相位增强导致的直接激光加速净能量增益
摘要： 即使电子与单一平面波相互作用，在存在外加磁场的情况下，众所周知的动态绝热性也可能被破坏，这将导致电子在相互作用过程中的退相位速率增加。我们在此展示了当存在均匀静态磁场时的情况，该磁场方向与入射平面波的电场平行或垂直，并且垂直于其传播方向。所描述的能量增益现象与涉及激光驱动电容线圈产生的外部磁场的激光-等离子体相互作用直接相关。
关键词： 净能量增益、直接激光加速、磁场、激光-等离子体相互作用、退相位
更新于2025-09-19 17:13:59