本文關(guān)鍵詞：飛秒強(qiáng)激光誘導(dǎo)等離子體通道產(chǎn)生及其電子動(dòng)能結(jié)構(gòu)的理論研究

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【摘要】：當(dāng)飛秒強(qiáng)激光脈沖和原子分子相互作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生一系列非線性現(xiàn)象,包括場(chǎng)致電離,激光大氣中傳輸成絲,以及激光誘導(dǎo)等離子體通道產(chǎn)生等。本論文主要研究飛秒強(qiáng)激光脈沖與原子相互作用、強(qiáng)激光誘導(dǎo)等離子體的瞬時(shí)速度分布,以及飛秒強(qiáng)激光在大氣中形成的等離子體通道的電子動(dòng)能結(jié)構(gòu)等。研究結(jié)果對(duì)于深入理解超快強(qiáng)激光在大氣中的傳播以及等離子體通道形成的機(jī)制具有較重要的理論意義,對(duì)于超快強(qiáng)激光的實(shí)際應(yīng)用,如激光導(dǎo)電、測(cè)距、以及延長(zhǎng)等離子體通道壽命等,可提供有價(jià)值的參考。本文取得的主要進(jìn)展如下：1.激光原子電離過(guò)程的相空間分析基于含時(shí)薛定諤方程,本文采用Gabor變換技術(shù),從相空間角度研究了激光-原子相互作用的電離過(guò)程,其中面具函數(shù)的引入導(dǎo)致了系統(tǒng)的衰減或者耗散。在本論文的模擬中,系統(tǒng)的衰減被用于解釋激光誘導(dǎo)等離子體的產(chǎn)生。通過(guò)在計(jì)算區(qū)域的內(nèi)邊界處分別設(shè)置兩個(gè)類探測(cè)器的坐標(biāo)點(diǎn),然后對(duì)以這兩點(diǎn)為中心的電子波包的逃逸成分做Gabor變換,得出了其動(dòng)量分布,進(jìn)而得到了激光誘導(dǎo)等離子體的動(dòng)能分布。2.激光誘導(dǎo)等離子體的瞬時(shí)速度分布本論文采用單電子追蹤的方法,將電子含時(shí)運(yùn)動(dòng)速度向速度空間投影,給出了場(chǎng)致電離誘導(dǎo)等離子體的瞬時(shí)速度分布形式�；跍�(zhǔn)靜電場(chǎng)近似,通過(guò)求解電離速率方程得到脈沖包絡(luò)內(nèi)自由電子的密度。在激光場(chǎng)作用下,電子的速度分布反映了激光脈沖能量轉(zhuǎn)換情況。等離子體的存在使得激光脈沖后沿在傳播過(guò)程中能量被大量損耗,同時(shí)也導(dǎo)致激光脈沖形狀發(fā)生變化。為了使得分布函數(shù)更加平滑,本論文提出了一種分配方案,即同時(shí)考慮電子的含時(shí)速度對(duì)兩個(gè)相鄰格點(diǎn)的貢獻(xiàn)(具有不同的權(quán)重因子)�；诖怂俣确植�,計(jì)算了激光誘導(dǎo)等離子體的平均動(dòng)能。3.激光大氣傳輸過(guò)程中的等離子體通道的動(dòng)能結(jié)構(gòu)本論文提出了一種計(jì)算激光誘導(dǎo)等離子體動(dòng)能結(jié)構(gòu)的方法,從而將兩個(gè)獨(dú)立的關(guān)于等離子體通道的研究領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái),即強(qiáng)激光在大氣中傳輸時(shí)形成的等離子體絲的擴(kuò)展及等離子體通道壽命的延長(zhǎng)。在解一般非線性薛定諤方程的時(shí)候,重新引進(jìn)了激光電場(chǎng)的快速振蕩成分,并通過(guò)求解電子的運(yùn)動(dòng)方程,計(jì)算了依賴于電離時(shí)刻的電子動(dòng)能。然后,以電離率作為權(quán)重因子進(jìn)行加權(quán),得到了等離子體通道的平均動(dòng)能分布,即動(dòng)能結(jié)構(gòu)。最后,討論了不同透鏡參數(shù)下等離子體的動(dòng)能結(jié)構(gòu),分析了其形成機(jī)制。本論文作者對(duì)每個(gè)問(wèn)題分別編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。程序語(yǔ)言為FORTRAN,數(shù)據(jù)的處理由MATLAB完成。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN24;O562

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會(huì)議2007(Ⅰ)[J];分析試驗(yàn)室;2009年08期

2 周南;周亢;丁圭吉;;關(guān)于激光誘導(dǎo)裂析譜專題的歐洲-地中海會(huì)議2007(Ⅱ)[J];分析試驗(yàn)室;2009年09期

3 ;激光誘導(dǎo)腦電波[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年06期

4 周政卓,邱明新,黃賽棠,畢琦秀,顧加O，

本文編號(hào)：1257975