激光和等離子體相互作用由于其豐富的物理現(xiàn)象和廣闊的應(yīng)用前景而引起了科學(xué)家們的極大興趣。而該領(lǐng)域的一個主要特征就是高能電子的產(chǎn)生,為了提高電子從激光中獲得的能量進而產(chǎn)生高能電子,人們逐步提出并發(fā)展了各種電子加速方案。經(jīng)過人們的不斷努力,電子的能量記錄也在不斷刷新,目前實驗上獲得的最高電子能量為7.8 GeV。然而,就已有的加速方案而言,它們各有優(yōu)缺點,電子加速領(lǐng)域仍然存在許多問題,阻止了人們進一步提高電子的能量和質(zhì)量,新的加速機制和解決方案仍然有待探索。本論文基于球形等離子體波和柱形等離子體通道,主要研究了電子加速的相關(guān)特性,為實驗提供一些理論指導(dǎo)。本論文主要包含了兩部分研究內(nèi)容,一個是與球形等離子體波的梯形爬升和自共振加速有關(guān)的研究,另一個是在柱形等離子體通道中研究了激光驅(qū)動的相對論電子特性。在第一部分工作中,我們基于無碰撞電子等離子體的流體動力學(xué)模型,首次給出了能級空間中擾動的球形密度波的控制方程,并且證明了在球形等離子體中可以實現(xiàn)量子梯形爬升和經(jīng)典自共振躍遷。我們解析地獲得了球形等離子體波實現(xiàn)梯形爬升和自共振躍遷的漸進臨界值,并且進行了數(shù)值驗證。我們發(fā)現(xiàn)隨著密度波爬升到更高的能級,...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 激光的出現(xiàn)及其發(fā)展
    1.2 等離子體簡介
        1.2.1 等離子體中的基本概念
        1.2.2 等離子體的基本描述方法
        1.2.3 等離子體波的梯形爬升和自共振加速
    1.3 激光等離子體加速器簡介
        1.3.1 激光尾場加速
        1.3.2 激光直接加速
        1.3.3 等離子體拍波加速
        1.3.4 自調(diào)制激光尾場加速
        1.3.5 空泡加速
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 球形等離子體密度波的梯形爬升和自共振加速
    2.1 引言
    2.2 模型及其理論分析
        2.2.1 模型以及球形等離子體波的演化方程
        2.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)量子梯形爬升和經(jīng)典自共振躍遷的理論臨界線
    2.3 數(shù)值結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 柱形等離子體通道中激光驅(qū)動的相對論電子動力學(xué)
    3.1 引言
    3.2 模型和理論分析
    3.3 數(shù)值結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 全文總結(jié)
    4.2 工作展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3966041