《臨界密度電漿透鏡的探測方法和實驗研究》是依託北京大學，由林晨擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：臨界密度電漿透鏡的探測方法和實驗研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：林晨
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射離子加速器在近三十年中取得了很大的進展。這種超小型雷射離子加速器在癌症治療，質子成像，電漿診斷方面有著廣泛的套用前景。為了克服雷射加速對現階段雷射器的苛刻要求，我們在前期研究中提出利用臨界密度電漿透鏡對雷射進行自發整形最佳化的方法，理論上可以大幅提高加速質子的能量和品質。本項目專注於電漿透鏡的探測方法理論和實驗研究，分別從預脈衝驅動和臨界密度複合靶體的兩種電漿透鏡產生方法出發,利用多種探測方法，分別對電漿透鏡的密度、磁場等參數進行測量，得到其時空分布和演化規律；同時對雷射在透鏡中的自聚焦效應和高能共振電子的產生物理機制進行驗證；最終將電漿透鏡技術實際運用到北京大學200TW雷射加速器中，爭取獲得能量在15MeV以上的質子束，並初步開展質子照相，生物細胞輻照等套用性實驗。
結題摘要
雷射質子加速器在近三十年中取得了很大的進展。這種小型的加速器，在癌症治療，質子成像，電漿診斷方面具有廣泛的套用前景。為了克服雷射加速對現階段雷射器的苛刻要求，本項目主要針對雷射燒蝕的臨界密度電漿透鏡開展理論和實驗研究。當雷射在密度指數上升的電漿透鏡中傳輸時，將自發的實現自聚焦，提高有效作用光強和能量轉換效率，改善加速質子的能量和品質。項目利用PIC程式進行了模擬計算，在理論上推導出燒蝕雷射和主雷射的對應關係，獲得最佳化的電漿密度分布。項目團隊還北京大學CLAPA實驗平台上搭建了雷射燒蝕系統，利用mJ能量的燒蝕雷射實現了所需微米尺度的臨界密度預電漿。在加速實驗中，利用燒蝕電漿透鏡,有效的提高了加速質子束的電量和能量。同時，利用改善後的質子束，項目還在雷射質子束照相等方面開展了一系列的研究工作，獲得最佳7微米的空間解析度。
