基于球形等离子体波和柱形等离子体通道的电子加速特性研究

发布时间：2024-04-28 02:30

　　激光和等离子体相互作用由于其丰富的物理现象和广阔的应用前景而引起了科学家们的极大兴趣。而该领域的一个主要特征就是高能电子的产生,为了提高电子从激光中获得的能量进而产生高能电子,人们逐步提出并发展了各种电子加速方案。经过人们的不断努力,电子的能量记录也在不断刷新,目前实验上获得的最高电子能量为7.8 GeV。然而,就已有的加速方案而言,它们各有优缺点,电子加速领域仍然存在许多问题,阻止了人们进一步提高电子的能量和质量,新的加速机制和解决方案仍然有待探索。本论文基于球形等离子体波和柱形等离子体通道,主要研究了电子加速的相关特性,为实验提供一些理论指导。本论文主要包含了两部分研究内容,一个是与球形等离子体波的梯形爬升和自共振加速有关的研究,另一个是在柱形等离子体通道中研究了激光驱动的相对论电子特性。在第一部分工作中,我们基于无碰撞电子等离子体的流体动力学模型,首次给出了能级空间中扰动的球形密度波的控制方程,并且证明了在球形等离子体中可以实现量子梯形爬升和经典自共振跃迁。我们解析地获得了球形等离子体波实现梯形爬升和自共振跃迁的渐进临界值,并且进行了数值验证。我们发现随着密度波爬升到更高的能级,...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 激光的出现及其发展
    1.2 等离子体简介
        1.2.1 等离子体中的基本概念
        1.2.2 等离子体的基本描述方法
        1.2.3 等离子体波的梯形爬升和自共振加速
    1.3 激光等离子体加速器简介
        1.3.1 激光尾场加速
        1.3.2 激光直接加速
        1.3.3 等离子体拍波加速
        1.3.4 自调制激光尾场加速
        1.3.5 空泡加速
    1.4 本文的主要研究内容与结构安排
第二章 球形等离子体密度波的梯形爬升和自共振加速
    2.1 引言
    2.2 模型及其理论分析
        2.2.1 模型以及球形等离子体波的演化方程
        2.2.2 系统实现量子梯形爬升和经典自共振跃迁的理论临界线
    2.3 数值结果
    2.4 本章小结
第三章 柱形等离子体通道中激光驱动的相对论电子动力学
    3.1 引言
    3.2 模型和理论分析
    3.3 数值结果
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 工作展望
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



本文编号：3966041