- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

激光尾场电子加速装置中, 为了获得可稳定重复产生的高质量单能尾场电子, 电子的可控注入是其中的关键. 基于自主设计的级联加速喷气靶, 研究离化注入、冲击波前沿注入等可控注入技术及其结合对尾场电子产生阈值、电子能谱及其稳定性的影响. 研究结果显示, 离化注入机制、冲击波前沿注入机制以及级联加速喷嘴的结合, 可以使尾场电子的注入阈值大幅度降低, 且电子的离化注入区域被限制于冲击波前沿处, 最终大幅度降低电子束的绝对能散、提高稳定性. 在最优化的条件下, 可以获得最小发散角为(3.6 × 3.8) mrad, 平均中心能量为(63.24 ± 6.12) MeV, 平均能散为(13.0 ± 3.9) MeV、平均电量为(5.99 ± 3.10) pC的重频单能尾场电子.

关键词:

Abstract

Femtosecond electron bunches can be produced by laser plasma wakefield accelerators, with energy tunable from tens of MeV to a few GeV. In order to produce stable mono-energetic electron bunches, a critical issue is to control the injection of electron into the wakefield. The ionization injection is one of the most effective methods of controlling the injection, which is usually a continuous process. So, the electron bunches produced through ionization injection usually possess large energy spread. In order to optimize the ionization injection technique and produce stable monoenergetic wakefield electron beams, experimental studies are conducted on our 45 TW laser facility. In this work, a mixed injection mechanism assisted cascaded laser wakefield accelerator is presented. Based on a double-nozzle cascaded accelerator, the influences of ionization injection, shock wave front injection and their combination are experimentally studied. The results show that the lower threshold of the injection can be substantially reduced. The ionization injection is restricted within the shock wave front. As a result, mono-energetic electron bunches with reduced absolute energy spread can be stably produced. Under the most optimal conditions, the central energy and energy spread are (63.24 ± 6.12) MeV and (13.0 ± 3.9) MeV. The charge quantity of the electron bunches is (5.99 ± 3.10) pC. The minimum emitting anglular spread is (3.6 × 3.8) mrad.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

通信作者:谷渝秋,yqgu@caep.cn

基金项目:中国工程物理研究院院长基金(批准号: 2014-01-17)、国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金(批准号: U1630246)、国防基础科研核基础科学挑战专题高能量密度科学领域(批准号: JCKY2016212A505)和国家重点研发计划(批准号: 016YFA0401100)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Corresponding author:Gu Yu-Qiu,yqgu@caep.cn

Funds:Project supported the Presidential Foundation of the China Academy of Engineering Physics (Grant No. 2014-1-017), the Joint Fund of the National Natural Science Foundation of China and the China Academy of Engineering Physics (Grant No. U1630246), the Science Challenge Project, China (Grant No. JCKY2016212A505), and the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 016YFA0401100).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

发次号	θ_x/mrad	θy/mrad	σ_x/mrad	σ_y/mrad
558	–25.5	28.9	8.5	5.6
559	–22.1	27.3	5.0	5.6
560	–23.5	23.3	6.2	4.8
561	–19.0	23.3	6.5	5.1
562	–18.1	24.2	3.8	3.6
563	–19.7	19.4	6.4	4.4

下载: 导出CSV

发次号	中心能量/MeV	电量/pC	能散FWHM/MeV
570	66.7	6.5	10
571	66.1	9.4	17
572	58.2	2.0	6.9
573	54.2	9.2	14.3
574	71	2.86	16.6

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]

[1]	赵月琪, 崔佩霖, 李建龙, 李博原, 祝昕哲, 陈民, 刘振宇.用于激光尾波加速的弯曲毛细管内气流运动的模拟研究. 必威体育下载 , 2023, 72(18): 184701.doi:10.7498/aps.72.20230893
[2]	张晓辉, 吴玉迟, 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.一种低喷气量微气室喷嘴在激光尾场加速中的应用. 必威体育下载 , 2023, 72(3): 035202.doi:10.7498/aps.72.20221868
[3]	祝昕哲, 李博原, 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.面向激光等离子体尾波加速的毛细管放电实验研究. 必威体育下载 , 2022, 71(9): 095202.doi:10.7498/aps.71.20212435
[4]	赵良超.SESRI 300 MeV同步加速器注入线的传输效率与接受效率. 必威体育下载 , 2022, 71(11): 112901.doi:10.7498/aps.71.20212112
[5]	叶翰晟, 谷渝秋, 黄文会, 吴玉迟, 谭放, 张晓辉, 王少义.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. 必威体育下载 , 2021, 70(8): 085204.doi:10.7498/aps.70.20210549
[6]	蒋康男, 冯珂, 柯林佟, 余昌海, 张志钧, 秦志勇, 刘建胜, 王文涛, 李儒新.高品质激光尾波场电子加速器. 必威体育下载 , 2021, 70(8): 084103.doi:10.7498/aps.70.20201993
[7]	祝昕哲, 刘维媛, 陈民.锐真空-等离子体边界倾角对激光尾波场加速中电子注入的影响. 必威体育下载 , 2020, 69(3): 035201.doi:10.7498/aps.69.20191332
[8]	王通, 王晓方.激光尾场加速电子的密度梯度注入的解析处理. 必威体育下载 , 2016, 65(4): 044102.doi:10.7498/aps.65.044102
[9]	张枫, 黄硕, 李晓锋, 余芹, 顾彦珺, 孔青.双束平行入射电子束引导的自注入电子加速效果的研究. 必威体育下载 , 2013, 62(24): 242901.doi:10.7498/aps.62.242901
[10]	徐妙华, 李玉同, 刘峰, 张翼, 林晓宣, 王首钧, 孟立民, 王兆华, 郑君, 盛政明, 魏志义, 李英骏, 张杰.利用激光离焦的方法优化超强激光驱动的质子加速. 必威体育下载 , 2011, 60(4): 045204.doi:10.7498/aps.60.045204
[11]	董克攻, 谷渝秋, 朱斌, 吴玉迟, 曹磊峰, 何颖玲, 刘红杰, 洪伟, 周维民, 赵宗清, 焦春晔, 温贤伦, 张保汉, 王晓方.超强飞秒激光尾波场加速产生58 MeV准单能电子束实验. 必威体育下载 , 2010, 59(12): 8733-8738.doi:10.7498/aps.59.8733
[12]	何民卿, 董全力, 盛政明, 翁苏明, 陈民, 武慧春, 张杰.强激光与稠密等离子体作用引起的冲击波加速离子的研究. 必威体育下载 , 2009, 58(1): 363-372.doi:10.7498/aps.58.363
[13]	王剑, 谷渝秋, 蔡达峰, 焦春晔, 吴玉迟, 何颖玲, 滕建, 杨向东, 王磊, 赵宗清.激光尾波场中光子加速研究. 必威体育下载 , 2008, 57(10): 6471-6475.doi:10.7498/aps.57.6471
[14]	李百文, 郑春阳, 宋敏, 刘占军.高强度激光与等离子体相互作用中的受激Raman级联散射、光子凝聚以及大振幅电磁孤立子的产生与加速. 必威体育下载 , 2006, 55(10): 5325-5337.doi:10.7498/aps.55.5325
[15]	徐　涵, 常文蔚, 银　燕, 卓红斌.三角激光脉冲尾波加速粒子模拟. 必威体育下载 , 2004, 53(3): 818-823.doi:10.7498/aps.53.818
[16]	张靖仪, 赵峥.直线加速动态黑洞Dirac场的熵. 必威体育下载 , 2002, 51(10): 2399-2406.doi:10.7498/aps.51.2399
[17]	王加祥, 霍裕昆, 冯量.锥形光场对电子的加速效应. 必威体育下载 , 1996, 45(8): 1264-1274.doi:10.7498/aps.45.1264
[18]	李毅.热等离子体中的尾波加速. 必威体育下载 , 1996, 45(4): 601-607.doi:10.7498/aps.45.601
[19]	潘正瑛, 李融武.低能原子簇轰击金属簿膜引起的级联碰撞(Ⅱ)——注入簇原子的加速. 必威体育下载 , 1994, 43(10): 1726-1733.doi:10.7498/aps.43.1726
[20]	王渭源, 夏冠群, 卢建国, 邵永富, 乔墉.掺Cr半绝缘GaAs中Si离子注入的载流子分布尾研究. 必威体育下载 , 1985, 34(3): 402-407.doi:10.7498/aps.34.402

计量

文章访问数:6099
PDF下载量:45
被引次数:0

搜索

留言板