磁场辅助高斯脉冲下单电子的运动及其Thomson散射研究
发布时间：2021-05-17 05:13
超短超强激光与物质相互作用是当今激光学科研究的前沿方向。作为X射线的主要产生方法之一。利用超短超强激光与单电子相互作用时的Thomson散射产生X射线的优点在于作用模型简单,且产生的X射线方向好、亮度高、能量可调,所以在物理、化学、生物、医学等领域有广阔的应用前景。以往关于激光与单电子相互作用产生的Thomson现象研究大多数都基于平面波激光束,很少考虑非平面波激光脉冲以及外磁场的影响。本学位论文主要研究磁场辅助高斯脉冲下,单电子的运动行为及其Thomson散射现象。本学位论文第二章从麦克斯韦方程组和洛伦兹公式出发,推导出单电子在电磁场中运动满足的动量微分方程,得到单电子在磁场辅助高斯激光脉冲下的动量和位移的解析解,并与磁场辅助平面波激光场下单电子的运动进行比对。研究发现,在激光强度,磁场辅助参数一定的情况下,随着激光脉宽的增加,单电子的动量、能量、位移增加,并且发现z方向的动量pz的值恒为正,说明单电子在激光的驱动下,不会向后运动。在研究初始相位对单电子在磁场辅助高斯激光脉冲下运动行为中发现,在激光脉宽一定时,初始相位的变化会明显影响单电子的运动行为,并且初始相...
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 激光的发展与应用
1.1.1 第一台激光器
1.1.2 激光的发展
1.1.3 CPA放大技术
1.2 激光与物质的相互作用
1.2.1 强场物理
1.2.2 激光与粒子加速
1.2.3 激光与等离子体相互作用
1.3 高阶谐波
1.3.1 高阶谐波特征
1.3.2 高阶谐波的主要应用
1.3.3 高阶谐波的产生机制
1.4 X射线源
1.4.1 X射线的特征
1.4.2 X射线研究现状
1.4.3 X射线的应用
1.4.4 X射线的产生
1.5 散射
1.5.1 Compton散射
1.5.2 Thomson散射
1.6 本学位论文的选题背景以及创新点
1.7 学位论文结构
第2章 磁场辅助高斯脉冲下单电子的运动行为
2.1 引言
2.2 单电子在磁场辅助平面波激光场中的运动
2.3 单电子在磁场辅助高斯激光脉冲下的运动
2.3.1 激光脉冲包络的构型
2.3.2 激光脉宽和初始相位对动量的影响
2.3.3 激光脉宽和初始相位对单电子能量的影响
2.3.4 激光脉宽和初始相位对位移量的影响
2.4 本章小结
第3章 磁场辅助高斯激光脉冲下单电子的Thomson散射
3.1 引言
3.2 Thomson散射理论
3.3 激光强度对辐射谱的影响
3.4 激光脉宽对辐射谱的影响
3.5 初始相位对辐射谱的影响
3.6 本章小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Spatial Characteristics of Thomson Scattering Spectra in Laser and Magnetic Fields[J]. 赵丽,陈之景,桑海波,谢柏松. Chinese Physics Letters. 2019(07)
[2]圆偏振激光脉冲加速高能电子的运动数值模拟[J]. 李康,田友伟. 激光杂志. 2019(03)
[3]Nonlinear distortion and spatial dispersion of intense terahertz generation in lithium niobate via the tilted pulse front technique[J]. BAOLONG ZHANG,SHANGQING LI,SHUSU CHAI,XIAOJUN WU,JINGLONG MA,LIMING CHEN,YUTONG LI. Photonics Research. 2018(10)
[4]电子非线性汤姆逊散射的理论研究[J]. 陈帅名. 通讯世界. 2018(05)
[5]静电场中高斯激光束与电子作用产生单个阿秒脉冲[J]. 朱金荣,佟国栋,夏长权. 光电子·激光. 2018(05)
[6]Optimization of highly efficient terahertz generation in lithium niobate driven by Ti:sapphire laser pulses with 30 fs pulse duration[J]. 吴晓君,柴姝愫,马景龙,张保龙,夏晨懿,方兆吉,孔德胤,王进光,刘浩,朱常青,王暄,阮存军,李玉同. Chinese Optics Letters. 2018(04)
[7]超快光学与超强激光技术前沿研究[J]. 李儒新,程亚,冷雨欣,曾志男,姚金平,曾斌,李贵花,张宗昕,徐至展. 中国科学:信息科学. 2016(09)
[8]圆偏振激光附加太赫兹场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生[J]. 李娜娜,葛鑫磊,刘学深. 原子与分子物理学报. 2016(01)
[9]电子在激光驻波场中运动产生的太赫兹及X射线辐射研究[J]. 朱卫卫,张秋菊,张延惠,焦扬. 物理学报. 2015(12)
[10]关注激光技术的一些发展和应用[J]. 张波,刘琴,刘春雷,向平. 激光杂志. 2014(03)
博士论文
[1]基于汤姆逊散射X射线源的理论及初步实验研究[D]. 杜应超.清华大学 2006
[2]飞秒强激光场中双原子分子电离与解离动力学研究[D]. 王森铭.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]双色激光场中脉冲波长和相位对高次谐波和阿秒脉冲的影响[D]. 左强.南京邮电大学 2018
[2]飞秒激光诱导气体等离子体产生太赫兹辐射的理论研究[D]. 王成亮.华中科技大学 2015
[3]周期量级线偏振激光场中电子辐射特性及其应用研究[D]. 刘欢欢.南京邮电大学 2014
本文编号：3191148
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 激光的发展与应用
1.1.1 第一台激光器
1.1.2 激光的发展
1.1.3 CPA放大技术
1.2 激光与物质的相互作用
1.2.1 强场物理
1.2.2 激光与粒子加速
1.2.3 激光与等离子体相互作用
1.3 高阶谐波
1.3.1 高阶谐波特征
1.3.2 高阶谐波的主要应用
1.3.3 高阶谐波的产生机制
1.4 X射线源
1.4.1 X射线的特征
1.4.2 X射线研究现状
1.4.3 X射线的应用
1.4.4 X射线的产生
1.5 散射
1.5.1 Compton散射
1.5.2 Thomson散射
1.6 本学位论文的选题背景以及创新点
1.7 学位论文结构
第2章 磁场辅助高斯脉冲下单电子的运动行为
2.1 引言
2.2 单电子在磁场辅助平面波激光场中的运动
2.3 单电子在磁场辅助高斯激光脉冲下的运动
2.3.1 激光脉冲包络的构型
2.3.2 激光脉宽和初始相位对动量的影响
2.3.3 激光脉宽和初始相位对单电子能量的影响
2.3.4 激光脉宽和初始相位对位移量的影响
2.4 本章小结
第3章 磁场辅助高斯激光脉冲下单电子的Thomson散射
3.1 引言
3.2 Thomson散射理论
3.3 激光强度对辐射谱的影响
3.4 激光脉宽对辐射谱的影响
3.5 初始相位对辐射谱的影响
3.6 本章小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Spatial Characteristics of Thomson Scattering Spectra in Laser and Magnetic Fields[J]. 赵丽,陈之景,桑海波,谢柏松. Chinese Physics Letters. 2019(07)
[2]圆偏振激光脉冲加速高能电子的运动数值模拟[J]. 李康,田友伟. 激光杂志. 2019(03)
[3]Nonlinear distortion and spatial dispersion of intense terahertz generation in lithium niobate via the tilted pulse front technique[J]. BAOLONG ZHANG,SHANGQING LI,SHUSU CHAI,XIAOJUN WU,JINGLONG MA,LIMING CHEN,YUTONG LI. Photonics Research. 2018(10)
[4]电子非线性汤姆逊散射的理论研究[J]. 陈帅名. 通讯世界. 2018(05)
[5]静电场中高斯激光束与电子作用产生单个阿秒脉冲[J]. 朱金荣,佟国栋,夏长权. 光电子·激光. 2018(05)
[6]Optimization of highly efficient terahertz generation in lithium niobate driven by Ti:sapphire laser pulses with 30 fs pulse duration[J]. 吴晓君,柴姝愫,马景龙,张保龙,夏晨懿,方兆吉,孔德胤,王进光,刘浩,朱常青,王暄,阮存军,李玉同. Chinese Optics Letters. 2018(04)
[7]超快光学与超强激光技术前沿研究[J]. 李儒新,程亚,冷雨欣,曾志男,姚金平,曾斌,李贵花,张宗昕,徐至展. 中国科学:信息科学. 2016(09)
[8]圆偏振激光附加太赫兹场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生[J]. 李娜娜,葛鑫磊,刘学深. 原子与分子物理学报. 2016(01)
[9]电子在激光驻波场中运动产生的太赫兹及X射线辐射研究[J]. 朱卫卫,张秋菊,张延惠,焦扬. 物理学报. 2015(12)
[10]关注激光技术的一些发展和应用[J]. 张波,刘琴,刘春雷,向平. 激光杂志. 2014(03)
博士论文
[1]基于汤姆逊散射X射线源的理论及初步实验研究[D]. 杜应超.清华大学 2006
[2]飞秒强激光场中双原子分子电离与解离动力学研究[D]. 王森铭.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]双色激光场中脉冲波长和相位对高次谐波和阿秒脉冲的影响[D]. 左强.南京邮电大学 2018
[2]飞秒激光诱导气体等离子体产生太赫兹辐射的理论研究[D]. 王成亮.华中科技大学 2015
[3]周期量级线偏振激光场中电子辐射特性及其应用研究[D]. 刘欢欢.南京邮电大学 2014
本文编号：3191148
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