時銀研究員在超強渦旋光應用方面取得重要進展

發布時間:2021-06-18瀏覽次數:10



在過去二十多年里,超高功率激光技術有了迅速的進展,催生了一批重要成果。為此,世界各科技強國都建造了或計劃建造高強度大型激光裝置,這包括中國在上海已建成的10拍瓦和計劃建造的100拍瓦激光裝置、歐洲的三個旗艦激光裝置(極端光學裝置ELI,Extreme Light Infrastructure)等?;诓ㄇ罢{制技術的相對論強度的渦旋光與等離子體的相互作用及其相關應用是近期人們關注的熱點。

渦旋光由于其獨特的光場結構使得其非常適合加速電子。在超強度渦旋光束的中心位置,軸向電場和軸向磁場都可以達到相對論量級,而橫向電場在中心軸上消失為零。利用渦旋光從等離子體鏡面的反射,軸向電場可以在合適的相位注入電子束,并隨著電子運動進行持續加速;同時,軸向磁場會約束電子在中心位置,從而維持長距離的加速。近日,核科學技術學院時銀研究員在超強渦旋光應用方面取得重要進展,提出利用超強渦旋光與等離子體相互作用產生類似子彈的電子脈沖鏈。該項成果不僅對新型緊湊激光粒子加速器和光源帶來新的設計思路,也給核物理的研究指出新的研究工具。相關研究結果發表在近期的物理學評論快報上。

時銀研究員在渦旋光產生及其應用方面有堅實的研究基礎,提出了用類似風扇的階梯狀結構鏡面來獲得高強度的渦旋光。該方案計劃在歐洲極端光裝置(ELI-NP上進行實驗。

中橫向場和軸向場的分布以及電子注入過程模擬圖


論文鏈接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.234801