强激光与气体-固体复合靶相互作中γ射线产生的研究

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作者 亚生·尼亚孜 何洋 买买提艾力·巴克 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期48-53,共6页

通过理论和二维等离子体粒子模拟方法,研究了强激光与气体-固体复合靶相互作用中γ射线的产生。研究结果表明,向右传播的入射激光在等离子体中激发尾场并将电子加速到高能,随后被固体靶反射的激光与高能电子相互作用。向前传播的电子穿... 通过理论和二维等离子体粒子模拟方法,研究了强激光与气体-固体复合靶相互作用中γ射线的产生。研究结果表明,向右传播的入射激光在等离子体中激发尾场并将电子加速到高能,随后被固体靶反射的激光与高能电子相互作用。向前传播的电子穿过固体靶后再与向左传播的入射激光相互作用。从而,在固体靶前后能产生具有不同长度、能量和延时的两束γ射线。研究激光偏振以及预等离子体密度对γ射线产生的影响并且讨论了其物理机制。研究结果表明,较高密度的预等离子体和圆偏振情况下可以产生更多的γ光子,并且所产生的光子具有小发散角和高通量的优点。 展开更多

关键词 强激光脉冲 激光尾场加速 γ射线产生 等离子体粒子模拟

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在激光尾场加速中电子密度和初始动量对其自注入及加速的影响 被引量：2

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作者 刘明萍 陶志鹏 +2 位作者 钟西鹃 陶向阳 刘三秋 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期33-36,共4页

利用哈密顿理论给出了等离子体电子在尾场中捕获及其加速与激光、等离子体参量的关系表达式.讨论了等离子体电子密度和初始动量对电子自注入和加速的影响机制.研究结果表明:静止电子不能被尾场捕获并加速,而具有一定初始动量的电子容易... 利用哈密顿理论给出了等离子体电子在尾场中捕获及其加速与激光、等离子体参量的关系表达式.讨论了等离子体电子密度和初始动量对电子自注入和加速的影响机制.研究结果表明:静止电子不能被尾场捕获并加速,而具有一定初始动量的电子容易自注入至激光尾场中并得到加速.等离子体密度越小,激光尾场场强越强,电子将获得更大的能量.2维粒子模拟结果与理论结论一致.所得结果对超强超短脉冲激光尾场加速电子的方案具有理论指导意义. 展开更多

关键词 电子加速 激光尾场 等离子体密度 初始速度

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全光汤姆逊散射X光源数值模拟 被引量：2

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作者 谭放 朱斌 +3 位作者 赵宗清 曹磊峰 谷渝秋 张保汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1233-1238,共6页

使用蒙特卡罗数值模拟程序研究了不同电子束和激光强度下,尾场电子束与超短脉冲激光发生汤姆逊散射获得的X光子能谱、角分布等,初步探索了180°散射下高质量X射线光源所需要的电子束与激光强度。数值模拟结果显示,为了尽量提高光子... 使用蒙特卡罗数值模拟程序研究了不同电子束和激光强度下,尾场电子束与超短脉冲激光发生汤姆逊散射获得的X光子能谱、角分布等,初步探索了180°散射下高质量X射线光源所需要的电子束与激光强度。数值模拟结果显示,为了尽量提高光子产额并抑制非线性效应,激光归一化强度应为1的量级。为了获得方向性和单色性好、亮度高的X射线脉冲,需要较高的电子能量和较小的电子能散,电子束脉冲尽量短,且发散角尽量小。 展开更多

关键词 超短超强激光 尾波场加速 汤姆逊散射 X光源

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强激光脉冲在部分离化等离子体中的传播特性 被引量：4

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作者 刘明萍 柳剑鹏 +1 位作者 罗荣祥 陶向阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期75-79,共5页

采用变分法给出了强激光脉冲在部分离化等离子体中传播的参数演化方程,其中考虑了相对论自聚焦、有质动力激发尾波场以及部分离化非线性极化强度的影响。通过非线性动力学分析的方法,得到了强激光脉冲以恒定焦斑半径传播时的激光、等离... 采用变分法给出了强激光脉冲在部分离化等离子体中传播的参数演化方程,其中考虑了相对论自聚焦、有质动力激发尾波场以及部分离化非线性极化强度的影响。通过非线性动力学分析的方法,得到了强激光脉冲以恒定焦斑半径传播时的激光、等离子体参数匹配条件。研究表明:在部分离化等离子体中,激光自聚焦随着电离程度的增大而增强;有质动力激发的尾波场进一步增强激光脉冲的自聚焦;相对于等离子体密度而言,激光强度对激光脉冲的自聚焦更有影响。 展开更多

关键词 电离诱导注入 激光传播 电子尾波场加速 部分离化等离子体

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激光参数影响太赫兹辐射的数值模拟 被引量：2

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作者 余同普 马燕云 +3 位作者 常文蔚 银燕 田成林 邵福球 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期943-947,共5页

利用2维PIC程序模拟了聚焦激光脉冲垂直入射非均匀等离子体,在界面激发超强太赫兹辐射的物理过程,研究了激光强度、脉宽和焦斑半径对太赫兹辐射功率和频率的影响,并和模式转换理论作了对比。结果表明:激光强度是影响太赫兹辐射功率的主... 利用2维PIC程序模拟了聚焦激光脉冲垂直入射非均匀等离子体,在界面激发超强太赫兹辐射的物理过程,研究了激光强度、脉宽和焦斑半径对太赫兹辐射功率和频率的影响,并和模式转换理论作了对比。结果表明:激光强度是影响太赫兹辐射功率的主要因素;当脉宽在等离子体波长附近时,激起的静电波振幅最大,此时对应的太赫兹辐射最强;同时存在一个最优的焦斑半径,使得辐射功率最大。 展开更多

关键词 太赫兹辐射 PIC模拟 激光等离子体 线性模式转换 激光尾流场

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激光高能X射线成像中探测器表征与电子影响研究 被引量：2

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作者 张天奎 于明海 +10 位作者 董克攻 吴玉迟 杨靖 陈佳 卢峰 李纲 朱斌 谭放 王少义 闫永宏 谷渝秋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期131-141,共11页

基于激光尾场加速电子的高能X射线源具有高光子能量与小源尺寸的特点,在高空间分辨无损检测方面发挥着十分重要的作用.在X光机上测量了CsI针状闪烁屏、锗酸铋(BGO)闪烁阵列与DRZ闪烁屏的本征空间分辨率,并模拟了三类探测器对高能X射线... 基于激光尾场加速电子的高能X射线源具有高光子能量与小源尺寸的特点,在高空间分辨无损检测方面发挥着十分重要的作用.在X光机上测量了CsI针状闪烁屏、锗酸铋(BGO)闪烁阵列与DRZ闪烁屏的本征空间分辨率,并模拟了三类探测器对高能X射线的能量沉积响应,其中CsI针状闪烁屏的空间分辨率高达8.7 lp/mm.采用Ta转换靶产生的高能X射线开展透视照相,能够分辨最高面密度33.0 g/cm^2的两层客体结构.开展了X射线照相、X射线与电子混合照相以及电子照相三种情况的比对实验,在X射线产额不足或探测效率不够情况下采用X射线与电子混合透视照相的方案,以牺牲对比度为代价,能较大程度地提高图像信号强度. 展开更多

关键词 激光尾场加速 高能X射线 无损检测 成像探测器

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自注入电子束的加速及其对激光尾场的影响 被引量：1

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作者 刘明萍 陶志鹏 +2 位作者 陶向阳 涂志军 曹晔 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期74-77,共4页

在激光等离子体相互作用中对自注入电子束的加速及其对尾场的影响进行了理论研究.自注入电子束在空泡底部削弱了激光尾波静电场.随着自注入电子束电荷密度的增加,尾波场结构明显改变和空泡纵向变长.随后的鞘层电子须以较高的初始纵向动... 在激光等离子体相互作用中对自注入电子束的加速及其对尾场的影响进行了理论研究.自注入电子束在空泡底部削弱了激光尾波静电场.随着自注入电子束电荷密度的增加,尾波场结构明显改变和空泡纵向变长.随后的鞘层电子须以较高的初始纵向动量才能自注入到不断演化的空泡尾场中.当自注入电子束的库仑场大于空泡内静电场时,该电子束将驱动等离子体尾波场. 展开更多

关键词 电子加速 自注入电子 激光尾波场

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密度减稀等离子体中激光尾场加速电子研究 被引量：1

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作者 孙洪超 刘玲 +1 位作者 曹泽新 贾一剑 《沈阳师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第2期181-184,共4页

激光尾场加速电子是当前十分重要的物理前沿研究课题。介绍了激光尾场对电子加速的原理,并给出在等离子体密度绝热减稀条下加速电子的新机制,指出从原理上实现单级GeV量级加速的可行性,最后介绍了实验方面的相关新进展。

关键词 激光尾波场 等离子体 电子加速 数值模拟

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多狭缝法测量激光尾场电子束发射度的模拟研究 被引量：1

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作者 陈佳 吴玉迟 +1 位作者 董克攻 谷渝秋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期46-51,共6页

发射度是描述束流品质的重要物理量,根据发射度和传输矩阵可以准确计算束流包络和发散角的变化。在考察传统加速器束流发射度测量方法的基础上,提出采用多狭缝法对激光尾场产生的电子束发射度进行测量。采用宽度为20μm的多狭缝板对发... 发射度是描述束流品质的重要物理量,根据发射度和传输矩阵可以准确计算束流包络和发散角的变化。在考察传统加速器束流发射度测量方法的基础上,提出采用多狭缝法对激光尾场产生的电子束发射度进行测量。采用宽度为20μm的多狭缝板对发射度为0.05 mm·mrad的激光尾场加速电子发射度进行测量,数值模拟结果表明采用多狭缝法测量的相对误差可以控制在5%以内。并给出了不同狭缝参数对测量精度的影响,模拟结果表明狭缝宽度对发射度测量精度影响最大。狭缝宽度越窄,测量精度越高,反之,则越低。 展开更多

关键词 激光尾场加速电子 发射度 多狭缝法

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基于紧聚焦超高斯激光脉冲的大电量低发散度电子束产生

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作者 邓志刚 贺书凯 +2 位作者 崔波 滕建 张智猛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期20-26,共7页

在激光尾场加速中,光学注入是一种有效的可控电子注入机制。然而,低电量、大发散度的电子束特性无法满足实际应用的需要。为获得大电量、高品质电子束提出采用紧聚焦的超高斯激光作为注入脉冲的新型注入方案。研究发现,相比于普通高斯激... 在激光尾场加速中,光学注入是一种有效的可控电子注入机制。然而,低电量、大发散度的电子束特性无法满足实际应用的需要。为获得大电量、高品质电子束提出采用紧聚焦的超高斯激光作为注入脉冲的新型注入方案。研究发现,相比于普通高斯激光,紧聚焦的超高斯激光不仅能够将电子束发散度降低近一个数量级,而且能够保持电子束电荷量不变。通过哈密顿理论模型证实,离轴电子是发散度的主要来源,而紧聚焦的超高斯激光极大地限制了离轴电子的注入,因此有效地降低了电子束的发散度。 展开更多

关键词 激光尾场加速 光学注入 电子束发散度 离轴电子 紧聚焦超高斯激光

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激光驱动产生正电子实验的数值模拟研究

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作者 宋逢泉 刘成岳 +1 位作者 唐琼 祝庆军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第10期1435-1440,共6页

激光尾波场电子束作用于固体金属靶产生正电子,是一种新兴的获取正电子的实验方法。文章对其实验方案进行详细地模拟分析。利用FLUKA蒙特卡罗程序开展数值模拟,研究激光尾波场正电子实验中靶材料的选择标准,提出引入平均角分布熵产额(me... 激光尾波场电子束作用于固体金属靶产生正电子,是一种新兴的获取正电子的实验方法。文章对其实验方案进行详细地模拟分析。利用FLUKA蒙特卡罗程序开展数值模拟,研究激光尾波场正电子实验中靶材料的选择标准,提出引入平均角分布熵产额(mean angular entropy yield, MAEY)函数指标进行正电子的实验可用性评价;计算结果表明,原子序数高的固体金靶正电子产额和平均角分布熵产额均较高,正电子的可用性相对较好。对选用固体金靶的实验方案,构建蒙特卡罗物理模型开展模拟计算,研究正电子在输运过程中的空间分布特征;计算数据显示,金靶产生正电子的角分布范围在0°~70°之间,通过准直器后正电子数目减少到原来的1.05%,存在电子、光子和中子等干扰粒子,其中光子干扰最大,在通过偏转磁场后的正电子分布空间,光子密度仍比正电子密度高2个数量级。该文的研究对于激光驱动正电子实验固体靶材料的合理选用以及相关正电子测量与应用实验方案的优化设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 正电子 激光尾波场 角分布 蒙特卡罗程序 平均角分布熵产额

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超短超强激光与气体靶相互作用中的背向受激Raman散射

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作者 焦春晔 谷渝秋 +7 位作者 吴玉迟 刘红杰 王剑 温天舒 温贤伦 何颖玲 洪伟 黄文忠 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1663-1666,共4页

实验诊断测量了超短超强激光与气体靶相互作用产生的背向受激Raman散射,在实验条件下呈现强耦合模式,背向受激Raman散射出现非线性Stokes多峰伴线结构,峰值的频率间隔小于等离子体波的频率,可以大致地推断出激光打靶过程中产生的等离子... 实验诊断测量了超短超强激光与气体靶相互作用产生的背向受激Raman散射,在实验条件下呈现强耦合模式,背向受激Raman散射出现非线性Stokes多峰伴线结构,峰值的频率间隔小于等离子体波的频率,可以大致地推断出激光打靶过程中产生的等离子体密度偏低,其结果与等离子体强耦合理论计算结果一致。 展开更多

关键词 超短超强激光 RAMAN散射 尾场加速 等离子体密度

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激光等离子体尾波加速器的发展和展望 被引量：11

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作者 陈民 刘峰 +4 位作者 李博原 翁苏明 陈黎明 盛政明 张杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3-13,共11页

超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧... 超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧凑型的加速器和辐射源奠定了基础,也为将来建造基于等离子体的超高能正负电子对撞机和自由电子激光装置提供了可能。对该新型加速器的原理、特点、发展历程,尤其是近十年来的主要进展和未来发展趋势及面临的主要挑战进行简要梳理和介绍。 展开更多

关键词 激光等离子体 激光加速 激光等离子体尾波 超紧凑型加速器 新型辐射源

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基于激光尾场加速的自反射式全光汤姆孙散射的参数优化 被引量：1

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作者 叶翰晟 谷渝秋 +4 位作者 黄文会 吴玉迟 谭放 张晓辉 王少义 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期248-256,共9页

基于激光尾场加速的全光汤姆孙散射能够提供高质量X射线束并大大减小装置的尺寸.与分光式相比,自反射式的构架可以降低实验的时空同步难度,但是由于激光尾场电子加速和汤姆孙散射过程耦合, X射线优化难度大,目前缺乏参数优化的相关报道... 基于激光尾场加速的全光汤姆孙散射能够提供高质量X射线束并大大减小装置的尺寸.与分光式相比,自反射式的构架可以降低实验的时空同步难度,但是由于激光尾场电子加速和汤姆孙散射过程耦合, X射线优化难度大,目前缺乏参数优化的相关报道.本文用数值模拟修正解析理论的方法,定量分析了激光尾场电子加速和汤姆孙散射过程中激光和电子束的焦斑、脉宽、能量等参数变化情况,并给出了激光在等离子体镜上的反射率,从而实现了用解析公式计算而非数值模拟跟踪参数变化,在保证精度的同时节约了计算时间.另外,利用修正后的公式优化了给定激光条件下的自反射式全光汤姆孙散射X射线,通过改变等离子体密度和等离子体镜位置这两个参数给出了最优X射线亮度和光子产额,该方法为将来结合人工智能优化控制全光汤姆孙散射光源提供了理论基础. 展开更多

关键词 激光尾场加速 汤姆孙散射 自反射 X射线

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面向激光等离子体尾波加速的毛细管放电实验研究 被引量：2

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作者 祝昕哲 李博原 +9 位作者 刘峰 李建龙 毕择武 鲁林 远晓辉 闫文超 陈民 陈黎明 盛政明 张杰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期205-214,共10页

具有合适径向密度分布的等离子体通道可以用于超短超强激光导引,这使得等离子体通道在激光尾波加速中有着重要的应用.本文介绍了在上海交通大学激光等离子体实验室开展的毛细管放电和光导引实验.通过光谱展宽法测量了充氦气的放电毛细... 具有合适径向密度分布的等离子体通道可以用于超短超强激光导引,这使得等离子体通道在激光尾波加速中有着重要的应用.本文介绍了在上海交通大学激光等离子体实验室开展的毛细管放电和光导引实验.通过光谱展宽法测量了充氦气的放电毛细管中的等离子体密度分布,在长度为3 cm、内径为300μm的毛细管中实现了轴向均匀,径向呈抛物线型的等离子体密度分布.通过改变放电延时和喷气时长,确定和优化了产生等离子体通道的参数区间,得到的最大通道深度为28μm,与实验中使用的激光焦斑半径匹配.在此基础之上,开展了不同能量的激光脉冲在放电等离子体通道中的导引研究,结果发现当通道深度与焦斑半径匹配时,激光可以不散焦地在通道中传输,实现激光导引.这项研究为未来的激光尾波级联加速和锁相加速等研究奠定了基础. 展开更多

关键词 激光等离子体相互作用 激光等离子体尾波加速 等离子体波导

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一种低喷气量微气室喷嘴在激光尾场加速中的应用 被引量：1

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作者 张晓辉 吴玉迟 +11 位作者 朱斌 王少义 闫永宏 谭放 于明海 杨月 李纲 张杰 温家星 周维民 粟敬钦 谷渝秋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期169-174,共6页

激光尾场加速是一种利用超强飞秒激光与气体靶作用加速电子的新型加速技术,经过40多年的发展已经日益成熟,但是重复频率相比传统加速器还有很大的差距.高重复频率加速是未来激光尾场加速的一个重要发展方向,届时气体靶给真空系统带来的... 激光尾场加速是一种利用超强飞秒激光与气体靶作用加速电子的新型加速技术,经过40多年的发展已经日益成熟,但是重复频率相比传统加速器还有很大的差距.高重复频率加速是未来激光尾场加速的一个重要发展方向,届时气体靶给真空系统带来的负载将不可忽视,这可能会成为限制重复频率的重要因素.本文设计了一种应用于中小规模激光器的微气室喷嘴,并通过三维流体模拟对比了这种喷嘴和常用的超音速喷嘴的喷气量差异,证明它不仅能够产生和超音速喷嘴类似的密度分布,还能够大幅降低喷气量,从而减小真空系统的负载,提高重频的上限.此外,把这种微气室喷嘴应用于激光尾场加速实验中,在多条件下产生了稳定性很好的电子束.这个工作将为高重频、高稳定性的尾场加速做出贡献. 展开更多

关键词 激光尾场加速 高重复频率 微气室喷嘴

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基于激光尾波加速的涡轮叶片高能X射线CT 被引量：1

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作者 郭博 刘得翔 +3 位作者 吴双华 马跃 华剑飞 鲁巍 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期100-103,共4页

发展微焦点高能X射线源技术是实现高精度高能工业CT突破的关键,基于激光尾波加速驱动高能轫致辐射源开展了微焦点高能X射线源产生以及对涡轮叶片高能CT成像研究。利用一台20 TW钛蓝宝石超快超强激光器,通过电离注入的方式获得了(140... 发展微焦点高能X射线源技术是实现高精度高能工业CT突破的关键,基于激光尾波加速驱动高能轫致辐射源开展了微焦点高能X射线源产生以及对涡轮叶片高能CT成像研究。利用一台20 TW钛蓝宝石超快超强激光器,通过电离注入的方式获得了(140±44)pC的高能电子束,并使用1.5 mm厚钨靶产生了累积源尺寸为25μm的高能轫致辐射X射线。利用该微焦点高能X射线源,采用基于压缩感知的CT重建算法,在获取较少角度投影(31个角度)的情况下,获得了对涡轮叶片叶榫结构的CT重建。 展开更多

关键词 激光尾波加速 微焦点X射线源 全光轫致辐射源 高能工业CT 电离注入

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激光尾波场电子轰击多层靶的正电子产额模拟计算 被引量：1

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作者 冯磊 马燕云 +2 位作者 赵子甲 彭猛 崔野 《现代应用物理》 2019年第4期21-27,共7页

利用超强激光驱动相对论正电子产生时,为提高正电子的产额,提出了基于激光尾波场电子轰击多层靶的方案,将转换靶由单层厚靶替换为多层薄靶,并通过蒙特卡罗程序FLUKA对尾波场电子轰击多层靶及单层靶产生正电子的全过程进行了模拟分析。... 利用超强激光驱动相对论正电子产生时,为提高正电子的产额,提出了基于激光尾波场电子轰击多层靶的方案,将转换靶由单层厚靶替换为多层薄靶,并通过蒙特卡罗程序FLUKA对尾波场电子轰击多层靶及单层靶产生正电子的全过程进行了模拟分析。结果表明,多层靶的正电子总产额约为单层靶的2.4倍,尾场电子的能量利用率是单层靶的1.2倍;对于多层靶,正电子产额最大时,子靶厚度d、靶间距L和靶半径R之间的关系满足RL/d为常数,正电子产额随靶层数的增加而增大,当靶层数大于15时,正电子产额不再明显增加。 展开更多

关键词 超强激光 尾波场电子 正电子产额

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15 TW激光与氮气作用产生稳定电子束的实验研究

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作者 李毅飞 李大章 +4 位作者 王进光 朱常青 冯杰 何雨航 陈黎明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1621-1628,共8页

利用15TW激光脉冲,系统研究了基于电离化注入的激光尾波场加速。实验中,研究了等离子体密度、相互作用位置、激光脉宽以及激光能量对电子束的电荷量、发散角、指向性、能量以及产生概率的影响。将约400mJ、25fs的激光脉冲聚焦在喷嘴前沿... 利用15TW激光脉冲,系统研究了基于电离化注入的激光尾波场加速。实验中,研究了等离子体密度、相互作用位置、激光脉宽以及激光能量对电子束的电荷量、发散角、指向性、能量以及产生概率的影响。将约400mJ、25fs的激光脉冲聚焦在喷嘴前沿,等离子体密度约9×10^18cm^-3时,电子的产生概率高达100%,获得了水平(竖直)发散角(6.5±0.5)mrad((5.3±0.3)mrad)、水平(竖直)指向稳定性±1.2mrad(±0.7mrad)、峰值能量(135±8)MeV和电荷量(13.5±2.0)pC(>50MeV)的稳定电子束,为其应用奠定了基础。 展开更多

关键词 激光尾波场加速 电离化注入 高能电子束 电子加速器

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激光尾波场驱动准连续小角度电子束研究进展

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作者 李荣凤 高树超 +7 位作者 肖朝凡 徐智怡 薛兴泰 刘建波 赵研英 陈佳洱 卢海洋 颜学庆 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第15期105-111,共7页

报道了在北京大学新建成的5 Hz 200 TW飞秒激光加速器实验装置上利用68 TW(1.7 J,25 fs)的激光与混合气体(99%He掺杂1%N_2)进行激光电子加速的初步实验结果与理论分析.在实验中观测到了最大截止能量为290 MeV的连续电子能谱,并且最大输... 报道了在北京大学新建成的5 Hz 200 TW飞秒激光加速器实验装置上利用68 TW(1.7 J,25 fs)的激光与混合气体(99%He掺杂1%N_2)进行激光电子加速的初步实验结果与理论分析.在实验中观测到了最大截止能量为290 MeV的连续电子能谱,并且最大输出能量在一定的聚焦范围内基本不变.二维particle-in-cell模拟表明:电离注入导致电子不断注入,使得纵向相空间在激光传播几个毫米后基本被电子填满;之后相空间中电子分布基本保持稳定,随着激光传播距离的增加,输出电子最大能量几乎不变,这与实验观察到的最大输出能量随激光聚焦位置在一定范围内不变的现象一致.实验与模拟结果揭示了在当前实验条件下连续电离注入对电子束品质的影响,为今后进一步优化电离注入电子品质提供了依据. 展开更多

关键词 激光电子加速 电离注入 相空间 宽能谱

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