利用超高斯激光脉冲抑制离子稳相加速中靶的横向扩散

摘要

稳相加速机制(PSA)，也叫光帆加速已经得到广泛的研究，并且得出一套比较完善的理论。它告诉我们，当粒子靶的初始密度n0和厚度D满足公式:aL～(n0/nc)D/λL，并且D＞ls时，可以存在长期稳定的加速，其中a1是归一化的脉冲振幅，nc是对应的临界密度，入L是激光脉冲的波长，ls是粒子靶的鞘层厚度。在二维或者三维情况下，当高斯激光脉冲与靶相互作用后，由于高斯脉冲中心场强较强，边缘较弱，凶此激光场的前沿会弯曲，这样的激光场加速离子的同时，会使靶产生横向扩散，这种扩散会使得离子的单能性被破坏。经研究发现，当使用超高斯脉冲时，可以很好的改善这种效果，抑制靶的横向扩散，提高离子的单能性。并且通过调整超高斯包络参数，可以得到最优化的激光脉冲。本文使用vorpal粒子模拟程序，先后进行了一维和二维的模拟，发现在当超高斯激光脉冲的中部有一定程度的凹陷时，激光脉冲与靶相互作用，可以得到更好的结果，且这种结果在凹陷半径d=5时达到最好。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 背景简介

1．2 强激光技术

1．3 激光等离子体相互作用加速电子

1．4 激光等离子体相互作用加速离子

1．5 光帆加速起源

1．6 稳相加速介绍

1．7 PIC模拟和VORPAL的简单介绍

第二章 利用超高斯激光脉冲抑制离子稳相加速中靶的横向扩散

2．1 一维情况

2．2 二维高斯激光脉冲情况

2．3 二维超高斯激光脉冲

2．4 凹陷半径不为零的超高斯激光脉冲

2．5 几种参数的比较分析

结论

参考文献

致谢