上海光机所利用拉盖尔高斯强激光在等离子体中实现螺旋锥钻孔

 师资体系     |      2021-05-26 00:42
本文摘要:随着激光技术的发展,通过激光和靶相互作用,实验室早已需要取得MeV量级的离子束。这些高能离子束应用于普遍,如:惯性约束核聚变慢点燃、医学化疗、质子束光学等方面。以往的研究主要侧重于在激光传播方向加快离子,而在方位角方向展开的离子加快,少有研究。

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随着激光技术的发展,通过激光和靶相互作用,实验室早已需要取得MeV量级的离子束。这些高能离子束应用于普遍,如:惯性约束核聚变慢点燃、医学化疗、质子束光学等方面。以往的研究主要侧重于在激光传播方向加快离子,而在方位角方向展开的离子加快,少有研究。

  中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室的研究人员最近第一次利用三维PIC仿真对相对论强度下中空圆环纳盖尔高斯(LG)激光与等离子体的相互作用展开了研究,其结果稍晚ScientificReports[ScientificReports.5:8274(2015)]。结果表明:(0,1)模的纳盖尔高斯激光具备螺旋状,可驱动等离子体在角向旋转。

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与常规的线偏振(LP)和圆偏振激光(CP)驱动的离子加快比起,LG激光产生的轴向离子角动量效果更加显著。另外,在LG激光加快过程中,电子和离子可被LG激光中心捕捉,并且可在中心处构建均匀分布传输。LG激光所特有的这种中空螺旋状性质,在产生具备轨道角动量的X射线、等离子体加快、惯性约束核聚变中的慢点燃、天体物理的脉冲星研究等方面具备潜在应用于。

  图1左:三维PIC仿真示意图。右:激光(第一行)、电子(第二行)、离子(第三行)在LG激光钻洞过程中的进化图。  图2线偏振(LP)、圆偏振(CP)、纳盖尔高斯(LG)激光驱动离子角向加快所对应的轴向角动量较为。


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