超短紧聚焦脉冲激光场的描述及电子在其中的动力学特性

摘要

本课题组以前的研究提出了一种新型的真空激光加速电子机制—俘获加速机制(CAS：CaptureandAccelerationScenario)。目前符合CAS机制要求的均为聚焦尺度为微米量级脉宽为飞秒量级的超短紧聚焦脉冲激光。要研究超短紧聚焦脉冲激光场情况下的CAS机制，就必须要获得其激光场的精确描述。本文在前人有关超短紧聚焦脉冲激光场工作的基础上结合本课题组以前的工作，首先给出了在时间上对于小量ε(ε=1/(ω0t0)，ω0是中心频率，t0是脉宽)的1阶修正，空间上对于小量s(s=1/(k0w00)，k0=ω0/c，w00是中心频率对应的焦斑半径)的7阶修正的描述超短紧聚焦高斯激光脉冲的场方程。　　我们着重研究了电子在超短紧聚焦脉冲激光场下的动力学特性，通过对比在使用不同阶修正的场方程模型下激光加速电子的计算结果，我们发现对于紧聚焦脉冲(k0w00＜30)，当脉宽比较短(ω0t0约为10的量级)，时间修正必须被考虑，这时空间修的作用不明显，而当脉冲比较长(ω0t0(≥)100)，时间修正变得不重要，而空间修正必须被考虑。对于紧聚焦激光加速电子，在稳态或脉宽比较长时，电子在入射进入激光束中心前受到衍射场较强的有质动力势作用而远离激光束中心，加速会受到一定的影响；而对于脉宽比较小时，有质动力势的影响减弱，更加有利于电子加速。这些研究对我们深入了解超短强聚焦激光场结构和发展用超短强聚焦激光脉冲加速电子的原理及实验都有很重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章超短紧聚焦脉冲激光场的描述

2.1超短脉冲激光场的时间修正

2.2紧聚焦激光场的空间修正

2.3超短紧聚焦脉冲激光场的时空修正

2.4小结

第三章电子在超短紧聚焦脉冲激光场中的动力学特性

3.1 CAS理论模型

3.2高阶修正对CAS加速电子带来的影响

3.3电子在超短紧聚焦脉冲激光场下的动力学特性

3.4小结

第四章总结

参考文献

发表文章清单

后 记

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