导读:本文包含了电子固体相互作用论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:激光等离子体相互作用,超热电子,太赫兹辐射,诊断
电子固体相互作用论文文献综述
刘浩[1]（2019）在《强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究》一文中研究指出对于强场物理的研究来说,诊断技术是除超强激光技术之外的另一重要组成。强激光与固体靶相互作用会产生大量的超热电子,诊断这些超热电子对于理解激光吸收机制和超热电子束流在靶中输运过程非常关键,也是应用超热电子束流的基本要求。强激光与固体靶相互作用过程中在靶前和靶后都有强太赫兹辐射产生,这为发展强太赫兹辐射源提供新的路径。同时因为强太赫兹辐射的产生机制与超热电子密切相关,所以它也为我们诊断超热电子提供了新的媒介。本论文聚焦强激光固体靶相互作用过程中超热电子和太赫兹辐射的诊断发展和实验研究,发展了一套超热电子数目和角分布实时诊断仪器、一套宽带太赫兹频谱单发测量仪器以及一种高性能太赫兹波形单发测量技术,并且利用这些诊断研究了超热电子和太赫兹辐射对激光和固体靶参数的依赖关系。借助纳米阵列结构,提升了激光吸收效率,显着增强了超热电子和靶后太赫兹辐射。超热电子在靶前被激光场加速以后会向靶后输运,一部分克服靶后鞘层场逃逸到真空中,测量逃逸电子是一种直接诊断超热电子的手段。本文提出利用光纤诊断逃逸电子的新方法,其基本原理是逃逸电子在光纤中引发切伦科夫辐射,通过测量光纤中的切伦科夫辐射来诊断逃逸电子。从理论上研究了由电子束引发的切伦科夫辐射在光纤中的产生和传输特性,在实验中通过多种鉴别手段验证了利用光纤诊断超热电子的可行性。在此基础上发展了基于光纤切伦科夫辐射的超热电子数目和角分布诊断系统。基于这些诊断,我们系统地研究了在不同条件激光和固体靶条件下超热电子数目的变化规律。和其他诊断方法相比,基于光纤切伦科夫辐射的超热电子诊断具有实时、离子和X射线噪声低和无电磁脉冲干扰等优点。基于强激光等离子体相互作用的太赫兹辐射源具有发与发之间存在抖动和超宽带的特点,现有的太赫兹频谱测量方法或是基于多发扫描、或是工作带宽较窄,从而对强激光等离子体太赫兹辐射源并不适用。鉴于此,我们发展了一套多通道太赫兹谱仪,该谱仪由热释电探测器、高阻硅太赫兹分束片以及太赫兹窄带滤片构成。对其谱响应率进行标定后,应用这套谱仪,我们在大能量皮秒激光等离子体相互作用实验中对靶前和靶后太赫兹辐射频谱分别进行了研究。通过测量不同激光、靶和预等离子体条件下的太赫兹辐射频谱,分析了靶前太赫兹和靶后太赫兹辐射不同频段的产生机制。靶后太赫兹辐射主要是源于超热电子穿越靶后等离子体—真空界面时引发的相干渡越辐射,太赫兹辐射波形反映了超热电子脉冲结构,所以单发诊断太赫兹辐射脉冲波形非常重要。我们发展了一套基于反射式阶梯镜对的单发波形测量系统,这种方法具有高时间分辨率和宽探测时间窗口两个优点。基于这个方法,在飞秒强激光与固体靶相互作用实验中研究了激光光强、激光偏振、靶厚度以及激光离焦距离对靶后太赫兹辐射波形的影响。我们还同时从测量了靶后逃逸电子和光学渡越辐射。基于相干渡越辐射理论,通过对太赫兹波形脉冲的分析得出实验测量到的太赫兹波形主要是由于叁个电子脉冲产生。波形测量结果和电子测量结果相互验证。实验发现激光强度和输运距离是影响光学渡越辐射的两个主要因素,光学渡越辐射随激光强度减小而减小,随输运距离增加指数减小。已有研究表明靶表面微纳结构可以显着增强激光能量的吸收效率。利用物理所20TW激光装置和上海交大200TW激光装置,我们系统地研究了铜纳米柱阵列和有铜纳米柱填充的纳米孔阵列对超热电子和靶后太赫兹辐射的增强作用。对于纳米柱阵列靶,随着纳米柱长度增加,靶后太赫兹辐射先增强后减弱。靶后产生的超热电子测量结果与太赫兹能量变化趋势一致,符合渡越辐射理论预期。PIC模拟结果显示纳米柱阵列能显着增加激光吸收效率,提高超热电子数量。对于有铜纳米柱填充的纳米孔阵列,在低光强下,靶后太赫兹辐射随填充纳米柱长度增加先增强后减弱,存在一个最佳的纳米柱长度对应最强的太赫兹辐射,在高光强下,随着丝长度的增加,靶后太赫兹辐射不断增加,电子测量结果与太赫兹测量结果吻合。此外还发现填充纳米柱可以提高固体靶的电导率,促进超热电子输运。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-05-01）
唐甜,罗文,周剑良,宋英明,朱志超[2]（2015）在《激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的模拟计算》一文中研究指出通过理论分析,建立了激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的物理模型,以及Geant4模拟程序.以100 Me V量级的激光等离子体加速电子束参数为输入,模拟研究了不同靶材和靶厚条件下正电子束的产额、能量、角分布等主要物理参数.结果表明:金靶和钽靶是较优秀的电子—正电子转换靶材;对于相同的金属靶材面密度,正电子产额与原子序数Z的四次方成正比,与原子质量数A的平方成反比,即Ne+∝(Z2/A)2;对于不同的靶材,正电子产额有Ne+∝d2,其中d为靶材厚度,但仍存在一个最佳靶厚度.与利用拍瓦、皮秒激光束与固体靶相互作用产生正电子束的方案相比,利用本方案有望获得更高能量以及更小角发散的相对论正电子束,其流强可达107/shot.(本文来源于《南华大学学报(自然科学版)》期刊2015年02期）
王为武[3]（2013）在《激光与固体靶相互作用中碰撞对快电子产生和输运的影响》一文中研究指出在激光聚变快点火方案中,研究最为广泛的为电子快点火,即通过电子在高密度燃料区的能量沉积形成热斑、实现点火。快电子的产生和输运是快点火研究中的关键物理问题。激光与等离子体相互作用在临界密度附近产生快电子束,电子束经过几十微米的输运到达高密度(-300g/cm3)压缩燃料区沉积能量。对于氘氚,300g/cm3的物质密度对应的电子数密度为7.3×1025cm-3。换言之,快电子的产生和输运过程经历的电子数密度有3至4个量级的变化。根据时间尺度分析,碰撞在低密度的电子产生区域并不重要。但在输运过程中,等离子体密度是临界密度的几百倍、几千倍,此时碰撞效应将起重要作用,影响快电子束的输运过程。快点火方案中,用于产生快电子束的超强短脉冲激光的强度设想处于1019～1020W/cm2。如此强的激光,其预脉冲与物质相互作用必然会产生等离子体,即产生预等离子体。已有研究表明预等离子体对激光产生电子束有重要的影响。本文利用一维含碰撞的粒子模拟(Particle-In-Cell. PIC),研究了碰撞效应对快电子产生和输运的影响。研究发现,超强激光与高密度等离子体相互作用过程存在明显的两个阶段。第一阶段为发展阶段,在该阶段碰撞效应对快电子产生影响不大,电子加热机制因激光等离子体相互作用界面不断陡化而变化。在第二阶段,快电子能流相对稳定,碰撞效应增加了快电子的产量。细致的分析表明,碰撞情况下,快电子与背景电子间的能量交换增强,背景电子被有效加热,等离子体热压增加,导致激光等离子体相互作用界面难以陡化,因此可通过J×B加热中的2ω振荡有效产生快电子。而在无碰撞情况下,由于激光等离子体相互作用界面密度陡化严重,抑制了快电子的产生。本文还考察了预等离子体密度标长对快电子产生的影响,并讨论了碰撞效应对快电子输运的影响。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2013-05-01）
吴思忠[4]（2009）在《超强激光固体密度靶相互作用产生的快电子传输过程中的准直和能量沉积研究》一文中研究指出超强激光与固体靶等离子体相互作用,在临界密度附近通过各种吸收机制将能量沉积到背景等离子体,产生大量具有相对论性能量的快电子。无论是在惯性约束聚变、X-射线成像技术等实际应用研究中,还是在天体物理中的高能带电粒子喷射流产生机制等理论研究中,这些快电子都具有重要的研究价值和意义。在应用和理论研究背景下,通常都要求快电子束能具有理想的高品质因素:单能性好,方向性好以及均匀性好。由于各种非线性效应的集体作用,超强激光固体密度靶相互作用产生的快电子束通常都具有较大发散角,这就直接影响了快电子束的方向性品质。由于激光等离子体相互作用中本身就能产生强大的准静态自生磁场,利用自生磁场来对快电子束进行箍缩和准直以减少束发散角,在快电子束的应用和理论方面是非常重要的研究课题。此外,准直了的快电子束在等离子体中的能量沉积也具有非常重要的实际意义,如快点火方案中点火热斑的形成等。本论文围绕快电子的磁场准直和能量沉积开展理论与数值模拟研究,获得了若干有意义的结果。1、从激光等离子体相互作用中自生磁场产生机制出发,提出了设计双层密度靶来产生界面磁场的方案,并给出了相应的界面磁场的估计模型。利用二维PIC粒子模拟对不同入射激光参数和双层靶参数下,界面磁场的产生情况进行模拟,并和理论模型结果对比。模拟结果显示界面磁场的强度随着入射激光强度的增加而增加,和估计模型相一致;在相同入射激光的情况下,磁场强度将随双层靶之间的密度差增加而增大,但最终将达到一个饱和值而不再增加,这是由于Alfven电流的限制所造成。2、在双层靶产生界面磁场的基础上,结合磁场准直条件和试探粒子模型,进一步提出利用双层靶产生的界面磁场来对快电子束进行准直,并用二维PIC粒子模拟针对不同的双层靶参数和入射激光参数进行了全面的模拟、分析和对比研究,得到了利用双层靶对快电子束进行准直的一些有价值的结论。模拟结果表明,中间层的密度低于外层密度的双层靶更利于快电子束的准直;在相同的入射激光能量下,先弱后强的两束激光辐照双层靶比一束激光辐照双层靶准直出来的快电子束的数密度和束流强度都要高;采用两束激光辐照双层靶的准直效果要好于两束激光辐照均匀靶。3、从动力论方程出发,针对相对论性快电子在超高密度等离子体中通过碰撞实现能量沉积的物理背景,初步研究并推导出了快电子分布函数所满足的动力论方程。模型中既考虑等离子体中的两体碰撞效应,也考虑了等离子体作为一个整体响应的集体效应,并且方程能在物理上保证粒子数的守恒性,在非相对论极限下能退化到经典的动力论方程。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2009-05-01）
马春生,王光昶,陈涛,张婷,郑志坚[5]（2008）在《飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子输运的实验研究》一文中研究指出报道了在100TW超短脉冲掺钛宝石激光装置上,完成的飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子在靶内输运的实验研究结果.获得了超热电子的产额、注量和总能量.结果表明,超热电子的注量和总能量随靶厚的增加而减少,超热电子约80%的能量主要沉积在靶内的前10μm,对以上形成的原因进行了分析指出,是由于静电场对超热电子输运影响所致.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2008年04期）
王光昶,郑志坚,杨则金,陈涛,张婷[6]（2008）在《飞秒激光固体靶相互作用中超热电子的输运特性》一文中研究指出实验研究了在100 TW掺钛宝石超短超强脉冲激光装置上完成的飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子的输运特性,获得了超热电子的能谱、产额、注量及超热电子在靶内输运能量沉积范围。测量结果表明:超热电子的注量和总能量随靶厚度的增加而减少,超热电子约80%的能量主要沉积在靶内的前约一个激光脉冲宽度的范围内,且能量沉积范围随激光脉冲宽度的增加而增加,这主要是静电场的影响所致。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2008年03期）
Salma,Khanam[7]（2006）在《表面电子谱学中的表面激发几率及电子与固体相互作用的Monte Carlo模拟研究》一文中研究指出表面电子能谱学中表面激发现象本质上是弹性散射和其他一些非弹性散射的竞争过程，因此，在用表面电子能谱进行定量分析时，关于表面激发对电子能量损失谱的影响的知识是非常重要的。本文在电子复自能的框架下研究了电子在表面附近区域运动时的非弹性散射，其理论方法是基于量子力学处理电子与半无限大介质相互作用问题，其中采用了体的光学介电函数。电子复自能的虚部给出了空间和角度相关的微分倒数非弹性平均自由程(DIIMFP)。表面激发对电子—固体相互作用的贡献是用总表面激发几率的数值积分而得到的，此即为表面激发参数(SEP)。基于两种不同的电子与固体相互作用的Monte Carlo模拟方法，我们验证了计算得到的SEP。本文由下面八章组成。 第一章阐述电子能谱以及Monte Carlo模拟中涉及到的电子—表面和电子—固体相互作用的一般概念。 第二章解释了电子在固体中通过弹性和非弹性相互作用而进行输运的理论模型。电子与介质的非弹性相互作用问题采用电子自能这样一个复函数来处理。 第叁章概要性地介绍了Monte Carlo模拟弹性和非弹性相互作用的步骤，以便模拟电子在固体中和表面上进行相互作用的各种现象。 第四章描述电子与半无限大介质相互作用的扩展模型的若干重要之处，以推得总表面激发几率(即SEP)的公式。SEP是通过对DIIMFP表面项的能量损失和深度进行积分而得到的。所考虑的入射电子的动能范围为100—5000 eV，对若干种金属(Au、Ag、Cu、Ni、Fe和Ti)数值计算了总表面激发几率。对每一种材料都给出了表面激发几率作为能量和角度的函数的经验公式，并与实验得到的表面参数进行了比较。可以看到，对所考虑的所有元素固体，SEP随电子能量增加而减小，随倾斜角度增加而增大。 第五章中根据电子穿过表面时所激发的表面等离子体激元平均数目给出了SEP的物理解释。 第六章简要地显示了自能的Begrenzung特征，并指出在有效表面区域，Begrenzung效应修正了位与置无关的体项。 第七章给出了反射电子能量损失谱(REELS)和电子背散射能谱的Monte Carlo模拟结果。SEP的定义和计算值也通过REELS模拟中考虑表面—体模型和纯体模(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2006-05-01）
徐妙华,李玉同,远晓辉,郑志远,梁文锡[8]（2006）在《飞秒激光与固体靶相互作用中产生表面电子的实验研究》一文中研究指出在近相对论光强下,对p偏振超强激光脉冲与固体靶相互作用过程中产生的超热电子的角分布和能谱进行了研究.实验发现,超热电子的发射主要集中在叁个方向:靠近靶面方向、法线方向和激光的背向.结果分析表明:导致超热电子沿着靶面发射的原因是它受到靶前的鞘层电场与表面磁场的共同作用;而沿着法线方向发射的超热电子的主要加速机制是共振吸收机制.(本文来源于《中国科学G辑:物理学、力学、天文学》期刊2006年02期）
谷渝秋,蔡达锋,郑志坚,杨向东,周维民[9]（2005）在《飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子能量分布的实验研究》一文中研究指出用 3TW飞秒激光器研究了激光 固体靶相互作用中产生的超热电子的能量分布 .超热电子构成各向异性的能量分布 :在靶法线方向 ,超热电子能谱呈类麦克斯韦分布 ,拟合的温度约为 2 0 6keV ,该方向占主导地位的加速机理是共振吸收 ;在激光反射方向 ,超热电子能谱先是出现一个局部的平台 ,然后逐渐衰减 ,呈现非类麦克斯韦分布 ,这是由于几种加热机理共同作用的结果 ,其中占主导地位的是反射激光对电子的加速 .在靶法线方向超热电子的温度和产额均大于激光反射方向超热电子的温度和产额 ,证明共振吸收机理对电子的加速更有效(本文来源于《物理学报》期刊2005年01期）
蔡达锋,谷渝秋,郑志坚,杨向东,焦春晔[10]（2004）在《超短超强激光与固体靶相互作用中超热电子的角分布》一文中研究指出用3TW超短超强激光器进行了激光与固体靶相互作用实验。采用电子角分布仪和LiF热释光探测器探测了超热电子的角分布。测量结果显示:能量较高的电子发射的定向性好于能量较低的电子;能量较低的电子呈溅射状发射;能量较高的电子发射出现两个尖锐的发射峰,其中,激光反射方向的超热电子发射峰则由反射激光、有质动力径向分量、侧向拉曼散射等加速机制共同作用的结果,靠近靶法线方向的超热电子发射峰是由其振吸收机制产生,且理论预言与实验结果相吻合。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2004年05期）
电子固体相互作用论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
通过理论分析,建立了激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的物理模型,以及Geant4模拟程序.以100 Me V量级的激光等离子体加速电子束参数为输入,模拟研究了不同靶材和靶厚条件下正电子束的产额、能量、角分布等主要物理参数.结果表明:金靶和钽靶是较优秀的电子—正电子转换靶材;对于相同的金属靶材面密度,正电子产额与原子序数Z的四次方成正比,与原子质量数A的平方成反比,即Ne+∝(Z2/A)2;对于不同的靶材,正电子产额有Ne+∝d2,其中d为靶材厚度,但仍存在一个最佳靶厚度.与利用拍瓦、皮秒激光束与固体靶相互作用产生正电子束的方案相比,利用本方案有望获得更高能量以及更小角发散的相对论正电子束,其流强可达107/shot.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电子固体相互作用论文参考文献
[1].刘浩.强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[2].唐甜,罗文,周剑良,宋英明,朱志超.激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的模拟计算[J].南华大学学报(自然科学版).2015
[3].王为武.激光与固体靶相互作用中碰撞对快电子产生和输运的影响[D].中国工程物理研究院.2013
[4].吴思忠.超强激光固体密度靶相互作用产生的快电子传输过程中的准直和能量沉积研究[D].中国工程物理研究院.2009
[5].马春生,王光昶,陈涛,张婷,郑志坚.飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子输运的实验研究[J].原子与分子物理学报.2008
[6].王光昶,郑志坚,杨则金,陈涛,张婷.飞秒激光固体靶相互作用中超热电子的输运特性[J].强激光与粒子束.2008
[7].Salma,Khanam.表面电子谱学中的表面激发几率及电子与固体相互作用的MonteCarlo模拟研究[D].中国科学技术大学.2006
[8].徐妙华,李玉同,远晓辉,郑志远,梁文锡.飞秒激光与固体靶相互作用中产生表面电子的实验研究[J].中国科学G辑:物理学、力学、天文学.2006
[9].谷渝秋,蔡达锋,郑志坚,杨向东,周维民.飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子能量分布的实验研究[J].物理学报.2005
[10].蔡达锋,谷渝秋,郑志坚,杨向东,焦春晔.超短超强激光与固体靶相互作用中超热电子的角分布[J].强激光与粒子束.2004
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