サブサイクルレーザーパルスによる電子加速とコヒーレントX線放射

子周期激光脉冲的电子加速和相干 X 射线发射

• 批准号: 09878086
• 负责人: 北条 仁士
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878086/
• 关键词: サブサイクルレーザーパルス; 電子加速; 多段粒子加速; 航跡場励起; サブサイクル波伝播; モノサイクル波; 粒子シミュレーション; 非線形相互作用; シンクロトロン放射光; マイクロバンチング; 高輝度X線源; コヒーレント光

1. サブサイクルレーザーパルスよる電子加速に関連して,真空中におけるサブサイクルレーザーパルスの伝播に関する解析を行った。3次元的に局在したサブサイクルレーザーパルスが十分遠方ではどのように波形が変形していくかを数値計算で調べ,十分遠方ではパルスの中心部分は伝播方向に沿ってモノサイクル波になることが分かった。サブサイクル波の縦方向の幅をaまた横方向の幅Wとしたとき,w/a>1000程度になると,縦方向のパルス幅aの10^5倍の伝播距離に対してサブサイクル波のユニポーラーな性質が維持されることが明らかになった。これはa=10μmの場合,1mの伝播距離に対応することになる。2. 等間隔で連続して入射される同じ大きさのサブサイクルレーザーパルス列による電子の多段粒子加速について数値計算を行った。数値計算の結果,電子の加速エネルギーEが多段加速のステージ数となるレーザーパルスの数Nの2乗に比例して増加することが分かった。またE=AN^2とした時,電子は静止しているよりもパルスの伝播方向への電子の初期速度が大きい方が比例係数Aは大きくなり,より効率的に加速されることが分かった。3. 一様プラズマに超高強度のサブサイクルレーザーパルスを入射する1次元のPIC粒子シミュレーションによって,プラズマ中に強い航跡場が励起されることを示した。航跡場電場の大きさは,入射電力を一定にしたとき,長いパルスよりもサブサイクルパルスの方がより大きい航跡場電場が生成されることが分かった。4. 超高強度のサブサイクルレーザーパルスとフォイルターゲット物質(または,プラズマ)との非線形相互作用に関しても,電子加速やレーザーパルスの非線形波動伝播等の問題の理論的検討とPIC粒子シミュレーションのための多次元コードの開発と整備を進めた。

1. The analysis of electron acceleration in vacuum 3-dimensional bureau in the very far side of the wave shape change to calculate the number of adjustment, very far side of the center part of the reverse propagation direction along the wave The amplitude of the wave in the horizontal direction is 10^5 times the propagation distance, and the amplitude in the horizontal direction is 1000 times the propagation distance. When a=10μm, the propagation distance of 1m corresponds to the propagation distance. 2. Equally spaced, continuous, and incident electron beams are used to calculate electron acceleration values. As a result of the numerical calculation, the acceleration of electrons increases with the number of stages of acceleration. When E=AN^2, the electron is stationary, the electron propagates in the direction of propagation, and the initial velocity of the electron is large. 3. A high-intensity laser beam is emitted from the first dimensional PIC particle system, and a high-intensity laser beam is emitted from the center of the track. The track field electric field is large, the incident electric power is constant, and the track field electric field is generated. 4. A Theoretical Study of the Non-Linear Interaction of Ultra-High-Strength Particles and the Development and Preparation of Multi-Element of PIC Particles

项目成果

H.Hojo, B.Rau, T.Tajima: "Particle Acceleration and Coherent Radiation by Subcycle Laser Pylses" Nuclear Inst. and Methods in Physics Research,A. (印刷中). (1998)

H.Hojo、B.Rau、T.Tajima：“子周期激光 Pylses 的粒子加速和相干辐射”核研究所和物理研究方法，A（出版中）。

K.Akimoto,H.Hojo,A.Mase: "Interaction of Dispersive Electrostatic Pulses with Charged Particles" Proc.1998 ICCP&25th EPS Conf.Contr.Fusion and Plasma Physics. 22C. 268-271 (1998)

K.Akimoto、H.Hojo、A.Mase：“色散静电脉冲与带电粒子的相互作用”Proc.1998 ICCP

B.Rau, T.Tajima, H.Hojo: "Microbunching and Coherent Acceleration of Electrons by Subcycle Laser Pulses" Advanced Accelerator Concepts(AIP Conference Proceedings). No.398. 766-781 (1997)

B.Rau、T.Tajima、H.Hojo：“子周期激光脉冲对电子的微聚束和相干加速”先进加速器概念（AIP 会议论文集）。

H.Hojo: "Relationship Between Density and Magnetic Field Fluctuations in the Lower-Hybrid Range of Frequencies" Japanese Journal of Applied Physics. 37・8. 4586-4587 (1998)

H.Hojo：“低混合频率范围内的密度与磁场波动的关系”日本应用物理学杂志 37・8 4586-4587（1998）。

H.Hojo,R.Kurosawa,A.Mase: "Development of Microwave Diagnostic Simulator" Review of Scientific Instruments. 70・1. 983-986 (1999)

H.Hojo、R.Kurosawa、A.Mase：“微波诊断模拟器的开发”科学仪器评论 70・1（1999）。