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强激光对真空电子的加速研究

作　者: 尹丰
导　师: 陶向阳
学　校: 江西师范大学
专　业: 光学
关键词: 强激光电子加速数值分析辐射谱
分类号: TN241
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着超短超强激光技术的发展,利用激光的超强电磁场来加速电子的研究受到了人们的广泛关注。近几年激光等离子体加速粒子在实验上取得了重大成果,人们已经能够通过激光加速使粒子获得GeV的能量,同时,真空激光加速粒子的研究也取得了很大进展。而且,在真空中加速,可以避免等离子体不稳定性因素。本文首先介绍了真空激光加速的条件,真空激光场加速电子的两种模型——有质动力加速和真空俘获加速。接着分析了两种不同的激光场的电磁场分布,给出了相关的电场和磁场的表达式,研究了电子在两种激光场中的运动特性,用数值计算的方法模拟了电子在激光场中的运动轨迹和速度分布,从而得出了真空电子在强激光场中能有效加速的结论,最后由电子产生的流密度得到电子的辐射能量谱,并分析了真空电子在激光场中的辐射特点。

全文目录

中文摘要 3-4英文摘要 4-71 引言 7-15 1.1 激光技术的发展 7-9 1.2 激光加速技术的发展 9-11 1.3 真空中激光加速电子的条件 11-15 1.3.1 Lawson-Woodward 定律 11-12 1.3.2 纵向电场的存在 12-13 1.3.3 聚焦光束中的低相速度区 13-152 激光电磁场的基本理论 15-21 2.1 电磁场的势表示 15-18 2.2 光场传输遵循的运动方程 18-213 电子与高斯激光场的作用 21-27 3.1 真空电子在高斯激光场中直接加速 21-24 3.1.1 高斯激光场的描述 21-22 3.1.2 高斯激光场中的电子动力学 22-24 3.2 电子自发辐射能量谱 24-26 3.2.1 电子流密度的 Fourier 分量 24 3.2.2 电子辐射谱公式 24-25 3.2.3 辐射谱计算 25-26 3.3 小结 26-274 紧聚焦强激光束对电子的作用 27-33 4.1 真空电子在紧聚焦强激光场中直接加速 27-30 4.1.1 紧聚焦激光场的描述 27-28 4.1.2 紧聚焦激光场中的电子动力学 28-29 4.1.3 电子自发辐射能量谱 29-30 4.2 真空电子在超短超强激光脉冲中直接加速 30-32 4.3 小结 32-335 数值计算方法与软件 33-36 5.1 龙格—库塔方法的基本思想与操作步骤 33-34 5.2 Mathematica 简介 34-366 结语 36-37参考文献 37-41致谢 41-42在读期间公开发表论文(著)及科研情况 42

强激光对真空电子的加速研究

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