隨著超強激光與等離子體物理的不斷發(fā)展,探索它們之間的相互作用已成為物理學(xué)家的一個研究焦點。其中,超短超強激光脈沖在等離子體中激發(fā)的尾波場的加速梯度可達100 GeV/m,比傳統(tǒng)加速器高了三個量級,掀起了全世界對新型加速器的研究熱潮。由于其極大的加速梯度,基于激光等離子體尾波的新型加速器有望在桌面尺度產(chǎn)生高能電子束,同時這些電子束在尾場中會產(chǎn)生同步輻射,具有與驅(qū)動光脈沖天然同步的特性。這些緊湊的粒子源和輻射源,在物理、生物和材料科學(xué)領(lǐng)域可以有著廣泛的應(yīng)用。本論文針對拉蓋爾高斯（Laguerre-Gaussian,LG）激光驅(qū)動尾波場的產(chǎn)生,及外注入電子在其中的加速和輻射,開展了相關(guān)的研究。論文主要包括四個部分:第一部分介紹了激光等離子體相互作用中尾波場的激發(fā)、多種電子注入機制、驅(qū)動激光的導(dǎo)引（包括相對論自導(dǎo)引、預(yù)等離子體通道和放電毛細管導(dǎo)引）和理論研究所需的粒子模擬Particle-In-Cell（PIC）。從中可以發(fā)現(xiàn)激光尾波能在極短距離內(nèi)加速電子至極高的能量（Laser Wakefield Acceleration,LWFA）;高精度的電子注入方式可以使得被加速電子束具有高的品質(zhì);激... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 激光與等離子體物理的發(fā)展
    1.3 基于激光等離子體相互作用的尾場加速機制
    1.4 不同的電子注入方式
        1.4.1 自注入
        1.4.2 密度梯度注入
        1.4.3 光注入
        1.4.4 離化注入
    1.5 激光的相對論自導(dǎo)引
    1.6 預(yù)等離子體通道和放電毛細管
    1.7 PIC模擬程序
    1.8 本章小結(jié)
第二章 激光驅(qū)動的輻射源
    2.1 關(guān)于X射線的介紹
    2.2 激光與固體靶相互作用產(chǎn)生的Kα射線源
    2.3 Betatron輻射源
    2.4 輻射計算程序VDSR
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同模式的激光
    3.1 關(guān)于激光的介紹
    3.2 貝塞爾高斯激光
    3.3 拉蓋爾高斯激光
    3.4 渦旋激光的應(yīng)用
        3.4.1 光學(xué)操控
        3.4.2 光通信
    3.5 本章小結(jié)
第四章 拉蓋爾高斯激光驅(qū)動的尾場中電子的加速和輻射
    4.1 拉蓋爾高斯激光驅(qū)動的尾場
    4.2 拉蓋爾高斯激光驅(qū)動的尾場中被加速的電子的運動情況
    4.3 拉蓋爾高斯激光驅(qū)動的尾場中被加速的旋轉(zhuǎn)電子的輻射
    4.4 本章總結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]粒子模擬程序的發(fā)展及其在激光等離子體相互作用研究中的應(yīng)用[J]. 陳民,盛政明,鄭君,馬燕云,張杰.  計算物理. 2008(01)

博士論文
[1]增益與損耗控制下輸出高階拉蓋爾與貝塞爾高斯光束端泵激光器研究[D]. 胡阿健.華中科技大學(xué) 2016



本文編號：3128368