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飞秒激光-等离子体相互作用中快电子能量分布

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强激光与粒子束 2007年第4期19卷 598-602页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民焦春晔温天舒淳于书泰内江师范学院物理系四川内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

采用不同量程的电子谱仪与LiF热释光探测器相配合,测量了飞秒激光-等离子体相互作用中产生的快电子能量分布。结果显示快电子能量分布的一致性和多个重要特征与国外同类实验和计算机模拟结果相似。快电子能谱在低能处产生凹陷是由于冷... 详细信息

采用不同量程的电子谱仪与LiF热释光探测器相配合,测量了飞秒激光-等离子体相互作用中产生的快电子能量分布。结果显示快电子能量分布的一致性和多个重要特征与国外同类实验和计算机模拟结果相似。快电子能谱在低能处产生凹陷是由于冷电子的回流产生的;几种加速机制共同作用是能谱在100-350keV范围内出现平台的原因;快电子的有效温度较好地满足共振吸收的温度定标律是由于反射激光加速与共振吸收机制均是通过朗道阻尼或波破对电子进行加速的。

关键词：飞秒激光快电子能量分布加速机制有效温度

ZnS(Ag)闪烁体对EAST中快电子响应的模拟分析

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核技术 2024年第5期47卷 21-28页

作者：王克文黄娟常加峰周瑞杰中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230026 中国科学技术大学合肥230026

在托卡马克中,快电子一旦脱离托卡马克磁场约束而损失在真空壁或者限制器上,可能会产生大量杂质,影响装置正常运行,甚至会造成装置的损坏。为了研究快电子的损失行为,在先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tok... 详细信息

在托卡马克中,快电子一旦脱离托卡马克磁场约束而损失在真空壁或者限制器上,可能会产生大量杂质,影响装置正常运行,甚至会造成装置的损坏。为了研究快电子的损失行为,在先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)上,使用基于ZnS(Ag)闪烁体探头的诊断系统对快电子损失进行探测。为了理解其损失特性,使用Geant4模拟程序模拟了不同初始状态的电子与诊断系统闪烁体探头的相互作用,获得了闪烁体发光强度与入射电子初始状态的曲线关系。模拟结果表明:次级电子与初始电子使闪烁体发光的贡献占据不同的主导能量区间;发光强度随入射电子能量增大而先增大后减小,峰值在12 MeV附近,且斜入射时发光光子数大于垂直入射,而闪烁体的厚度对峰值位置无明显影响。加入磁场后,磁场角度、电子俯仰角都会对发光强度有明显影响。这些结果有助于理解EAST实验中闪烁体探头上探测到的快电子损失信号,为进一步研究快电子损失提供基础。

关键词：托卡马克闪烁体 Geant4 快电子

激光功率密度对Al膜靶后表面快电子发射的影响

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强激光与粒子束 2005年第11期17卷 1696-1700页

作者：张淼王琛方智恒王瑞荣傅思祖顾援林尊琪中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室上海201800

报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到:当激光功率密度小于1017W/cm2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017W/cm2,小于... 详细信息

报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到:当激光功率密度小于1017W/cm2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017W/cm2,小于1018W/cm2时,电子主要沿靶面法线方向发射;当激光功率密度达到相对论强度时,电子主要沿激光传播方向发射;激光功率密度未达到相对论强度时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率;激光功率密度达相对论强度以上时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度高于已有的温度定标率。

关键词：皮秒激光铝薄膜靶快电子角分布能谱分布

飞秒激光-薄膜靶相互作用中快电子和快质子前向发射的研究

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核电子学与探测技术 2008年第1期28卷 23-29页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民焦春晔温天舒淳于书泰内江师范学院物理系四川内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用,测量了前向(靶背方向)发射的快电子和快质子。实验显示:快电子主要沿靶背法线附近发射且有较大的发散角,这与PIC模拟的结果一致;快质子发射方向与快电子大体一致,但其发散角远小于快电子。原因在于电... 详细信息

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用,测量了前向(靶背方向)发射的快电子和快质子。实验显示:快电子主要沿靶背法线附近发射且有较大的发散角,这与PIC模拟的结果一致;快质子发射方向与快电子大体一致,但其发散角远小于快电子。原因在于电子产生和加速在靶前(激光辐照面),在输运中受过密等离子体和靶的散射;而质子来源于靶背的含H污染物,并由靶法线鞘加速机制(TNSA)加速,未受散射地到达探测器。快电子和快质子能谱给出的快电子有效温度和质子最大能量较好地满足定标关系Emax=αTh,其中α≈2。

关键词：飞秒激光薄膜靶快电子快质子前向发射

飞秒激光与Cu靶和CH靶相互作用产生的快电子能谱实验研究

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核聚变与等离子体物理 2014年第4期34卷 307-313页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民焦春晔内江师范学院工程技术学院内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

为了研究靶材料对快电子能量分布的影响,采用电子谱仪测量了飞秒激光与Cu和CH靶相互作用中在靶前和靶后产生的快电子能谱。结果显示,在靶前Cu和CH靶的快电子能谱相似,反应了快电子发射对靶材料的依赖性较弱;在靶后Cu和CH靶的快电子能谱... 详细信息

为了研究靶材料对快电子能量分布的影响,采用电子谱仪测量了飞秒激光与Cu和CH靶相互作用中在靶前和靶后产生的快电子能谱。结果显示,在靶前Cu和CH靶的快电子能谱相似,反应了快电子发射对靶材料的依赖性较弱;在靶后Cu和CH靶的快电子能谱具有明显的差异,说明电子的输运过程与靶材料密切相关。冷电子环流以及自生磁场是导致Cu靶快电子能谱"软化"的原因,而对于CH靶麦克斯韦分布的快电子能谱主要由碰撞机制决定。

关键词：飞秒激光 Cu和CH靶快电子能谱冷电子环流自生磁场

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快电子前向发射的实验与模拟

中国科学（G辑） 2008年第9期38卷 1214-1220页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民焦春晔温天舒淳于书泰内江师范学院物理学与电子信息工程系内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用,测量了激光以不同入射角入射时快电子前向发射的分布,并用2D PIC进行了模拟.结果显示,快电子主要集中于靶背法线附近区域发射,这与模拟的结果基本一致;20°入射时,快电子数目和最大动能达到极大,理论... 详细信息

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用,测量了激光以不同入射角入射时快电子前向发射的分布,并用2D PIC进行了模拟.结果显示,快电子主要集中于靶背法线附近区域发射,这与模拟的结果基本一致;20°入射时,快电子数目和最大动能达到极大,理论分析和模拟结果显示此时共振吸收最强,快电子最大动能达2MeV;60°入射时,发现快电子沿靶面方向发射,这是由于靶面准静态电磁场的缘故.

关键词：快电子前向发射实验模拟共振吸收

激光-薄膜靶相互作用快电子和自生磁场的各向异性分布

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原子与分子物理学报 2011年第1期28卷 101-106页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民焦春晔温天舒淳于书泰内江师范学院物理与电子信息工程学院内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用测量了快电子的空间分布.结果显示,快电子主要集中于激光反射方向和与激光成60°方向发射,呈现出明显地各向异性;其原因在于反射激光和共振吸收机制加速电子.采用OMA谱仪测量了飞秒激光与金属薄膜靶相... 详细信息

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用测量了快电子的空间分布.结果显示,快电子主要集中于激光反射方向和与激光成60°方向发射,呈现出明显地各向异性;其原因在于反射激光和共振吸收机制加速电子.采用OMA谱仪测量了飞秒激光与金属薄膜靶相互作用产生的二倍频散射光谱,由其伴线结构推算出的自生磁场大小为MG量级.结果显示,自生磁场的大小与快电子空间分布存在密切关联.初步估算由快电子发射形成的电流密度约10^(10-11)Acm^(-2),这与国外计算机模拟的电流密度基本一致,也许正是这个由快电子发射形成的强电流成为激发自生磁场的主要原因.

关键词：激光薄膜靶快电子自生磁场各向异性分布

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快电子发散角的实验测量

原子与分子物理学报 2018年第2期35卷 272-276页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚王剑内江师范学院工程技术学院内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用飞秒激光辐照铜靶,利用电子角分布仪和LiF热释光探测器测量了快电子发射的发散角.实验结果显示,快电子的发散角与激光入射角密切相关,随着激光入射角增加,快电子的发散角逐渐减小.在相同入射角条件下,加上预脉冲将导致快电子的发散... 详细信息

采用飞秒激光辐照铜靶,利用电子角分布仪和LiF热释光探测器测量了快电子发射的发散角.实验结果显示,快电子的发散角与激光入射角密切相关,随着激光入射角增加,快电子的发散角逐渐减小.在相同入射角条件下,加上预脉冲将导致快电子的发散角变小.这个结果为获取较小发散角的快电子束提供了实验参考.

关键词：飞秒激光铜靶快电子发散角测量

飞秒激光辐照铝靶产生快电子发射的实验和模拟研究

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原子与分子物理学报 2016年第3期33卷 488-493页

作者：蔡达锋谷渝秋郑志坚周维民王剑内江师范学院工程技术学院内江641112 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

采用实验和数值模拟研究了飞秒激光辐照铝靶产生的快电子发射.实验中,在主脉冲前加上一个预脉冲产生预等离子体,然后主脉冲与预等离子体作用产生快电子.在激光反射方向附近,实验测量的快电子束发射与数值模拟的结果高度地一致;在靶背面... 详细信息

采用实验和数值模拟研究了飞秒激光辐照铝靶产生的快电子发射.实验中,在主脉冲前加上一个预脉冲产生预等离子体,然后主脉冲与预等离子体作用产生快电子.在激光反射方向附近,实验测量的快电子束发射与数值模拟的结果高度地一致;在靶背面,发射的快电子的数目小于数值模拟的结果,原因在于快电子在靶内输运受到电荷分离场和碰撞的影响;在数值模拟中未出现的,沿靶表面发射的快电子束,是由表面准静态电磁场的禁闭效应产生.

关键词：飞秒激光铝靶快电子发射研究