圓偏振激光脈沖場中電子輻射特性研究.pdf

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5、uanZhangSupervisor:ViceProf.YouweiTianMarch2015摘要隨著CPA（啁啾脈沖放大）技術(shù)的快速進(jìn)步和不斷突破，激光與物質(zhì)的相互作用翻開了嶄新的一頁。CPA技術(shù)使得激光器的輸出功率已經(jīng)從TW（1012W）量級提高到PW（1015W）量級，脈沖寬度從皮秒量級縮短至飛秒量級，甚至阿秒量級，聚焦激光強(qiáng)度已經(jīng)超過了1022W/cm2。如此高強(qiáng)度的激光脈沖與高能電子相互作用產(chǎn)生的同步輻射能量很高，同時(shí)伴隨著入射電子初能量的增加和激光能量的增強(qiáng)，獲得X射線的脈沖寬度越來越短，強(qiáng)度越來越大。這使得激

6、光同步輻射可以成為產(chǎn)生“水窗”波段（2.3-4.4nm）X射線輻射源的一種方法，產(chǎn)生具有飽和輸出能量、相干性好的短波長X射線輻射。為了達(dá)到這一目的，我們需要對強(qiáng)激光與高能電子的相互作用過程進(jìn)行深入探究。本篇論文主要采用單電子模型，通過理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬研究方法，首先研究了激光與電子對撞中心位置不同對輻射功率的影響，此外還研究了不同強(qiáng)度、不同脈寬和不同初始位相條件下圓偏振超強(qiáng)激光場中電子輻射的空間分布特性。在最后章節(jié)，對不同強(qiáng)度和不同初始位相的周期量級圓偏振激光脈沖驅(qū)動的高能電子輻射的全空間分布進(jìn)行了詳細(xì)的理論和模擬研究。通

7、過分析上述研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以上這些參量對電子的全空間輻射特性的影響非常明顯，利用這一特性可以在實(shí)驗(yàn)上用來反探測圓偏振強(qiáng)激光脈沖與電子的大致對撞中心位置和激光脈沖的強(qiáng)度、脈寬以及初始相位等參量，同時(shí)通過精確的參量控制有助于產(chǎn)生具有很好方向性和質(zhì)量的短波長X射線輻射。關(guān)鍵詞:圓偏振激光脈沖，高能電子，全空間分布IAbstractWiththerapiddevelopmentandcontinuousbreakthroughsofCPA,theinteractionbetweenthelaserpulseandthemateria

8、lhasmadeabrandnewstart.TheCPAtechniquemakestheoutputpowerofthelaserincreasefromTW(1012W)leveltoPW(1015W)level,shortenthepulsewidthfrompicosecondtofemtos