為了研究強(qiáng)激光與等離子體相互作用中的量子電動力學(xué)（QED）效應(yīng)對激光能量吸收的影響,用理論方法對強(qiáng)度為I>10²²wcm^-2、反方向傳播的兩束圓極化強(qiáng)激光與等離子體固體靶相互作用過程進(jìn)行研究。探討經(jīng)典和QED情況下的輻射阻尼效應(yīng)對激光能量吸收的影響。結(jié)果表明,在QED情況下,在相互作用過程中能夠產(chǎn)生高能電子和高能輻射。這些高能電子集體振蕩過程中的輻射阻尼導(dǎo)致激光能量的強(qiáng)吸收。QED情況比經(jīng)典情況具有更好的實際應(yīng)用價值。 

【文章來源】：激光雜志. 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圓偏振強(qiáng)激光與固體靶相互作用的模型示意圖

由式(12),(15)中可知，當(dāng)超強(qiáng)激光與等離子體相互作用時，電磁波臨界密度與等離子體頻率和歸一化激光強(qiáng)度有關(guān)。對于同樣的激光和等離子體參數(shù)，在強(qiáng)阻尼(QED)情況下的臨界密度大于弱阻尼情況時的臨界密度，即nc(s)?2nc(W)。另外，臨界密度隨著激光強(qiáng)度的增大而增強(qiáng)。強(qiáng)激光與等離子體相互作用過程中，等離子體中的電子在有質(zhì)動力的推動下壓縮到極高密度。在弱阻尼情況下，電子密度很快就達(dá)到臨界密度，因此，激光從固體靶的前表面反射回去，減小能量吸收率。然而，在強(qiáng)阻尼情況下，電子密度達(dá)到臨界密度需要更長的時間，激光能深入滲透固體靶內(nèi)部，通過碰撞將能量傳遞給電子而反射回去，從而能有效地提高激光能量的吸收率。圖2是在經(jīng)典，相對論和QED情況下的歸一化激光強(qiáng)度與之間的關(guān)系圖。從圖2中可知，在經(jīng)典情況下(黑線)，隨著歸一化激光強(qiáng)度的增大而線性增大。這意味著在經(jīng)典情況下，電子沒有受到輻射阻尼力的作用，電子能量可以無窮大。在相對論情況下(藍(lán)線)，在0～200范圍，隨著的增大而線性增加。當(dāng)約為200開始的變化隨著的增大而緩慢增大，隨著的繼續(xù)增大甚至幾乎不變。在QED情況下(粉紅線)，首先隨著歸一化激光強(qiáng)度的增大而線性增大約為400起的變化才開始緩慢增大。從圖2可以推測，經(jīng)典模型中高估了電子能量，若只考慮弱輻射阻尼而不考慮QED情況又低估了電子能量。因此，在極超強(qiáng)激光與等離子體相互作用中，考慮QED情況下的電子能量變化規(guī)律更符合實際。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]強(qiáng)激光與固體靶相互作用中的能量吸收及轉(zhuǎn)化研究[D]. 葛哲屹.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
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碩士論文
[1]近QED強(qiáng)度激光場中電子運(yùn)動及輻射特性的研究[D]. 朱興龍.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3468871