《極端光場驅動超短相干強X射線源產生》是依託上海交通大學，由盛政明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極端光場驅動超短相干強X射線源產生
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盛政明
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於相對論雷射電漿產生的相干X射線源，與X射線自由電子雷射相比具有產生的X射線脈寬更短、小型化等特點，有助於滿足廣泛的套用需求。但現有雷射電漿機制和方案中普遍存在的問題是轉換效率偏低，特別是要產生在keV能段的相干輻射。本申請項目將主要研究兩種方案來探索提高其轉換效率，產生相干強X射線。其中之一是研究拍瓦（PW）級強雷射與氣體靶作用，通過氣體的密度分布和雷射脈衝控制等方式，控制雷射尾波場中電子的注入。最終實現電子的同步注入，以形成超薄的高密度相對論電子層。利用該電子層來實現非線性湯姆遜散射，產生keV波段的高亮度相干輻射。另一種方案是通過拍瓦級強雷射與具有一定結構（譬如光柵等）的固體薄膜靶作用，突破現有機制中高次諧波的效率按n^(-8/3)的冪指數下降的局限，顯著提高keV量級的X射線相干輻射產生效率。
結題摘要
圍繞本項目的研究計畫和目標，主要開展了在雷射尾場加速高品質電子束產生、高亮度X射線產生、雷射與固體靶相互作用的加速和輻射，以及利用電漿對強雷射進行操控等4方面工作。有關電子加速方面提出了在雷射尾場加速中利用雷射離化過程控制電子注入的自截止注入機制和雙色雷射控制注入機制、雷射尾場結構振盪導致電子注入機制，並利用雷射模式組合實現非線性尾波場中的正電子加速和聚焦；在高亮度X射線產生方面，提出利用雷射尾波場中阿秒電子束實現超強阿秒光脈衝以及相干Thomson背散射方案，提出基於電漿通道的線性電漿波盪器和螺旋電漿波盪器概念，提出利用雷射離化注入提高雷射尾場加速中的betatron輻射亮度，實驗和理論研究基於強雷射與固體靶（包括光柵靶）作用的高次諧波輻射，揭示了光柵靶對提高高次諧波效率、操控諧波頻率的效應。在電漿對強雷射操控方面提出10PW級超強雷射驅動gamma射線源與稠密正負電子對產生方案，強磁場對10PW強雷射偏振態的控制等。項目已經完全達到預期目標。
