线极化强激光与轻元素气体相互作用产生的电子剩余能.pdfVIP

　第 13 卷　第 4 期 强 激 光 与 粒 子 束 . 13, . 4　 V o l N o 　2001 年 7 月 . , 2001　 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S Ju l 文章编号:(2001) 线极化强激光与轻元素气体相互作用 产生的电子剩余能① 彭惠民, 　何　斌, 　郑无敌, 　叶春福 (北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088) 　　摘　要: 　对线极化超短脉冲强场电离进行了回顾和分析。对不同参数的超短脉冲、线极 化强激光与轻元素气体靶相互作用产生的等离子体中电子剩余能进行了解析和粒子模拟数值 计算。考虑到强场线极化光产生的等离子体的高电离度和低电子温度的特点, 采用了有别于通 常计算逆轫致吸收的方法, 用零温度近似计算逆轫致效应。模拟过程中还考虑了纵向电场效 应。给出了强场线极化光与氦和氖元素气态靶相互作用的理论计算结果和相应的结论。 　　关键词: 　光场电离; 线极化; 阈上电离; 逆轫致 　　中图分类号: TN 241; O 436. 2; O 531　　　　文献标识码: A 　　强场物理现象及其可能的应用是物理学界普遍关心的前沿科学领域。自从提出光场电离 (O F I) 可 作为产生冷等离子体的可能机制之后, 以它为基础产生三体复合X 射线激光的理论和实验研究受到广 泛的重视。然而, 到目前为止只有类氢锂实验获得成功, 而且放大倍数很小。低的电子温度是确保有效 的电子离子三体复合的必要条件。O F I 等离子体的电子剩余能量是许多理论和实验工作关心的课题。 但是, 这些工作给出一些部分矛盾的结果。影响电子剩余能量的因素涉及O F I 等离子体的加热机制, 包 括: 阈上电离能( ) , 逆轫致吸收( ) , 集合效应, 如在一定条件下起作用的受激喇曼散射( ) , 空 A T I IB SR S 间电荷效应等。这些因素所起的作用与驱动激光脉冲的强度、脉冲宽度、脉冲形状、上升时间、波长、以及 等离子体的密度等有关。我们选择超短脉冲线极化高强度激光与轻元素气体物质的相互作用作为研究 对象, 采用解析和粒子模拟的数值方法计算这种相互作用产生的等离子体中电子剩余能。 [ 1 ] 　　可以给出简单的解析表达式的强场下阈上电离的基本理论有 L andau 的隧道电离理论 , ( ) [ 2～ 4 ] [ 5 ] 理论 等。此外,