通道靶对超强激光加速质子束的聚焦效应
本文关键词: 激光质子加速 特殊结构靶 质子束准直 粒子模拟 出处:《物理学报》2017年18期 论文类型:期刊论文
【摘要】:发散角过大是制约超强激光与固体靶相互作用加速产生高能质子束应用的一个重大物理难题.本文提出了一种结构化的通道靶型,与超强激光相互作用可提高质子束的发散特性,通道壁上产生的横向电荷分离静电场可对质子有效聚焦.采用二维particle-in-cell粒子模拟程序对激光通道靶相互作用过程进行了研究,分析了加速质子束的性能特点.模拟结果表明,与传统平面靶相比,通道靶可以在不过多损失能量的情况下产生具有更好准直性的质子束,尤其当通道靶的直径与激光焦斑尺寸和质子源尺寸相当时,横向静电场能够有效聚焦质子束,并且可保证相对较高的激光能量利用率.
[Abstract]:The excessive divergence angle is a major physical problem which restricts the interaction between super strong laser and solid target to accelerate the generation of high energy proton beam. A structured channel target is proposed in this paper. The proton beam divergence can be improved by interaction with super strong laser. The transverse charge separation electrostatic field generated on the channel wall can effectively focus on the proton. The interaction process of the laser channel target is studied by using the two-dimensional particle-in-cell particle simulation program. The characteristics of accelerated proton beam are analyzed. The simulation results show that the channel target can produce a better collimation proton beam without too much energy loss compared with the traditional planar target. Especially when the diameter of the channel target is equivalent to the size of the laser focal spot and the proton source the transverse electrostatic field can effectively focus on the proton beam and ensure a relatively high laser energy utilization rate.
【作者单位】: 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室;上海交通大学IFSA协同创新中心;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:11174259,11175165) 科学挑战专题(编号:TZ2016005)资助的课题~~
【分类号】:TN249
【正文快照】: 动,在靶后表面由于空间电荷分离形成很强的纵向1引言鞘层电场加速质子束.TNSA的质子束沿着靶背法线方向出射,具有良好的方向性,但同时由于超热近年来,超高功率激光技术的出现给很多领域电子云的横向热压力,质子束在空间上横向发散,的研究带来了新的机遇.超强激光与物质相互作
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,本文编号:1454864
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