為了研究強激光與等離子體相互作用中的量子電動力學（QED）效應對激光能量吸收的影響,用理論方法對強度為I>10²²wcm^-2、反方向傳播的兩束圓極化強激光與等離子體固體靶相互作用過程進行研究。探討經(jīng)典和QED情況下的輻射阻尼效應對激光能量吸收的影響。結果表明,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致激光能量的強吸收。QED情況比經(jīng)典情況具有更好的實際應用價值。 

【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】：

圓偏振強激光與固體靶相互作用的模型示意圖

由式(12),(15)中可知，當超強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度有關。對于同樣的激光和等離子體參數(shù)，在強阻尼(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度的增大而增強。強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，在強阻尼情況下，電子密度達到臨界密度需要更長的時間，激光能深入滲透固體靶內部，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度與之間的關系圖。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(藍線)，在0～200范圍，隨著的增大而線性增加。當約為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】：
期刊論文
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博士論文
[1]超強激光等離子體相互作用中QED效應的研究[D]. 田云先.電子科技大學 2018
[2]強激光與固體靶相互作用中的能量吸收及轉化研究[D]. 葛哲屹.國防科學技術大學 2015
[3]強激光與近臨界密度等離子體相互作用及加速帶電粒子的研究[D]. 顧彥珺.復旦大學 2013

碩士論文
[1]近QED強度激光場中電子運動及輻射特性的研究[D]. 朱興龍.國防科學技術大學 2015



本文編號：3468871