超短超强激光驱动电磁脉冲的模拟研究

发布时间：2023-02-22 19:01

　　超强激光与等离子体相互作用会产生丰富的电磁辐射,电磁波谱范围很广,涵盖了射频辐射到γ射线之间的宽广频段。然而,目前的研究多数集中在真空极紫外光、X射线和γ射线等高频辐射或是太赫兹波段的低频辐射,对于频率更低的微波和射频段电磁辐射的研究还不够深入,物理实验证据也比较缺乏,难以对发射电磁脉冲的物理过程获得清晰的认知。虽然目前己经有很多研究人员投入了这个科研领域,但研究进度不甚理想。伴随着技术的发展,激光的脉宽减小、能量提高,其峰值功率进一步提升,甚至达到了 PW量级。实验研究显示,激光峰值功率的提高会使实验中产生的低频电磁脉冲更加强烈,电磁脉冲对电子器件的特殊效应也更加显著。近年的超短超强激光实验中己经多次出现示波器、CCD相机等设备受损和测量信号受干扰等现象,这迫使我们进一步认识电磁脉冲的物理机制并掌握该脉冲的性质和特点。正是基于这个原因,我们开展了超短超强激光驱动电磁脉冲的模拟研究工作。从电磁脉冲的物理机制、频谱特性、强度分布及传播规律等几个方面展开研究,希望通过仿真模拟研究能进一步了解其中的物理过程,并为强激光驱动电磁脉冲相关的实验工作起到积极的参考作用。具体研究工作与创新点如下:1...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电磁脉冲的发展
        1.2.2 强激光驱动的电磁脉冲
    1.3 本文的研究内容和章节安排
第二章 激光与靶相互作用的物理过程
    2.1 激光与靶相互作用基本过程
    2.2 激光与固体靶作用产生的电磁场和电磁辐射
        2.2.1 准静态电场
        2.2.2 准静态磁场
        2.2.3 电磁辐射
第三章 靶室腔体谐振时磁场分布研究
    3.1 数值模拟方法
        3.1.1 粒子模拟方法
        3.1.2 有限元分析
        3.1.3 COMSOL简介
    3.2 超短超强激光打靶的出射电子角分布
    3.3 腔体谐振产生的电磁场
        3.3.1 模型设置
        3.3.2 结果分析
    3.4 本章小结
第四章 由靶室内向外传播的电磁脉冲特征
    4.1 穿过窗口电磁脉冲的传播
    4.2 球形靶室外电磁场
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3748119