《圓偏振強雷射驅動相對論飛鏡研究》是依託西北大學，由溫猛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：圓偏振強雷射驅動相對論飛鏡研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：溫猛
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過理論和數值模擬分析研究圓偏振超短超強雷射脈衝與納米薄膜靶相互作用產生相對論飛鏡，以及探測雷射在飛鏡表面的相干湯姆遜散射過程。研究主要內容為：1、納米超薄靶中的電子如何被圓偏振雷射穩定地加速，從而得到高質量的相對論飛鏡的機制；2、分析該機制中驅動雷射和靶參數的依賴關係，深入了解相對論飛鏡的演化特性；3、對相對論飛鏡反射性能的解析，從理論上詳細研究相干湯姆遜散射效應，最佳化參數，尋求得到單色高頻脈衝的方案；4、用多維模擬研究圓偏振雷射驅動的相干湯姆遜散射，尋求產生高質量的X射線源的方案。開展這一方向的專門研究，不僅有助於揭示這種新型X射線源機制的物理本質，而且為以後的實驗實施提供理論依據和指導作用，具有重大的實用價值和潛在的經濟效益。
結題摘要
作為雷射與高能粒子相互作用產生高能輻射的重要機制，圓偏振雷射驅動的相對論飛鏡能夠有效保持電子束的高密度和低能散，從而得到高品質的高頻輻射。對該機制的理論研究的難點在於電子層和離子層都較薄，電子束容易失去離子對它的束縛，從而使得電子在雷射場中的運動非常劇烈。然而這種劇烈運動與單電子在光場中的運動也不同，較單電子運動行為更為複雜。在本課題中我們通過採用發展的超薄電子模型和粒子模擬方法研究飛鏡的運動規律，研究了雷射偏振態以及雷射啁啾對電子束能散度和密度的影響。通過最佳化雷射脈衝參數，可以得到單能性和反射率較高的相對論飛鏡。在此基礎上，本課題還研究了湯姆遜背向散射譜對飛鏡能譜的依賴關係，通過控制用雷射參數控制飛鏡能譜，可以得到可控的高頻輻射。這種三者依賴的關係如果反推回來，我們證明了通過湯姆遜背向散射能譜可以精確測量驅動雷射的載波包絡相位，從而為高能雷射的測量提供了一種準確方便的途徑。雷射驅動的相對論飛鏡並不局限於和超薄納米靶相互作用，我們還研究了雷射和微米固體靶相互作用，並且得到了分層的質密電子束。此外，本課題還對電子束對雷射能量的吸收效率，電子束微結構的輻射特性進行了分析。以上相關研究較全面的完成了本課題的既定目標，較為詳細的闡述了相對論飛鏡的產生機制和相關特性，為產生高頻輻射提供了理論指導，提供了可靠的套用前景，為以後的實驗實施起到了指導作用。
