中国激光院士及其科研成果系列报道三

2013-06-20 09:11

　　6、强激光与等离子体相互作用中沿靶表面发射的高能超热电子

　　在强激光与等离子体相互作用研究中，文章作者从实验上首次观测到沿靶面方向发射的高能超热电子束.该电子束只有在等离子体电子密度标长较短的条件下才会出现.数值模拟表明，靶表面电磁场的约束作用是产生这束电子的主要原因.这一结果有助于加深对激光惯性约束聚变快点火实验中的锥靶物理过程的理解，并有潜在的应用前景.

　　7、线聚焦——实现实用X射线激光饱和输出的关键技术

　　自从X射线激光问世以来，在产生机制从准稳态到瞬态，抽运方式从横向抽运到纵向抽运，再到全新的掠入射抽运方式的过程中，大增益的饱和输出一直是研究的根本目标.线聚焦问题是实现辐照均匀化进而达到饱和输出的关键.伴随着抽运方式的发展，先后出现了一系列对应的线聚焦器件，取得了不错的线聚焦效果.文章对X射线激光发展历史上出现的主要线聚焦器件进行了总结.

　　8、面型电子加速器——激光尾波场加速器

　　近年来，随着超短超强激光脉冲技术的发展，利用超短超强激光在等离子体中激发出的高强度尾波场来实现电子加速的方案也取得了巨大进展.相对于传统的射频腔加速器，这种新型的加速器由于以等离子体为介质，可以突破传统加速器中加速梯度小于100MV/m的限制，其加速梯度可以达到100GV/m.电子在这样的加速场下，在厘米量级的距离内就可以获得GeV的能量.随着台面型超短超强激光器的发展，新一代实用化的台面型电子加速器有望在不远的将来得以实现.文章将从理论和实验上对激光尾波场加速中的尾波激发、电子注入、距离延长三个方面加以介绍，同时给出国内在这些方面的一些研究进展.

　　9、激光尾波场加速中的准单能电子束的产生

　　自从激光尾波场加速电子方案提出以来，经过二十多年的理论和实验研究，人们在激光尾波场加速方面已经取得了重大进步，相继在电子束能量、电子单色性等束流性能上取得重大突破.特别是在2004年对电子束的单色性研究取得重大突破，国际上几个著名实验室相继报道了准单能电子束产生的实验观测，掀起了激光尾波场研究的新高潮.对于准单能电子束的产生机制，虽然尚未达成统一认识，但普遍认为空泡加速可能是其中非常重要的机制之一.文章介绍了激光尾波场的基本概念，着重介绍了单能电子束产生的空泡加速模式里的两个关键物理过程：波破和电子的自捕获，同时介绍国际上相关的一些重要实验结果和理论进展.