《基於雷射尾波場加速的桌面伽瑪射線輻射源》是依託上海交通大學，由陳民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於雷射尾波場加速的桌面伽瑪射線輻射源
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳民
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題將針對上海交通大學已建成的200太瓦雷射裝置，研究以雷射電漿加速為基礎的台面型伽瑪輻射源。通過對電子注入機制和尾場控制兩方面的最佳化來提升尾波加速的電子束質量。在伽瑪射線產生機制方面，方案一是利用尾波加速的高質電子束與重金屬轉換靶（如鉭靶）相互作用的軔致輻射過程產生伽瑪射線；方案二是利用該電子束與雷射束的背向康普頓散射產生高頻伽瑪射線。我們將從理論和實驗兩方面對這兩種機制加以研究，理論上擴展和開發相應的尾波加速和輻射計算數值模擬程式，完成對實驗過程的總體模擬和設計；實驗上將在上海交大雷射電漿實驗室的雷射器及靶場平台上開展上述實驗。預期通過該項目的研究，產生具有小體積、低發散角、超短脈衝、可用於多學科實驗的伽瑪射線源。
結題摘要
在過去四年的項目執行期內，項目組成員根據項目研究計畫，從高品質雷射尾波電子加速和伽瑪射線源產生兩方面開展了理論和實驗研究。理論上提出了改進的離化注入和對撞光場注入方案，大大降低了加速電子束的能散和發射度，提高了電子束品質；提出了基於電漿通道的波盪輻射概念，並用粒子模擬加以驗證，增強了輻射譜和偏振的可調諧性；開展了雷射尾波電子加速和被加速電子束與固體靶相互作用的韌致輻射實驗，獲得了1.2GeV的準單能電子束，觀察到高能伽瑪射線輻射；開展了雷射與電子束的逆康普頓散射實驗，獲得了20MeV的伽瑪光子輻射，並通過數值模擬成功解釋了遠場輻射的菱形分布特徵。共發表學術論文28篇，其中3篇發表在Nature Photonics, Light: Science & Applications, Physical Review Letters上。這些研究提升了雷射尾波加速電子束的品質和對全光逆康普頓散射的認識，初步實現了桌面型伽瑪輻射源，為其將來進一步套用奠定了基礎。
