电子初始位置对高能电子空间及时间辐射特性的影响

为了研究电子初始位置对圆偏振紧聚焦激光脉冲中高能电子的运动时间谱和空间分布特征的影响,本文通过结合相关理论,对高能电子的全时间运动方程和空间运动方程进行推导,同时运用MATLAB程序进行数值模拟,作出空间辐射三维图和时间谱。结果表明,当激光脉冲中电子的初位置逐渐向+z方向移动时,空间辐射特征呈现出四向对称性的趋势,单位立体角辐射功率时间谱中峰值辐射的半高全宽(FWHM)也不断增大,从初位置为z=-10λ_(0)时的3.5 as变为z=10λ_(0)时的7.9 as,并且与初始位置成近似正向线性关系,因此可以得到电子初位置对电子的能量分布有较大影响的结论,这也为后续研究电子初位置对激光脉冲中高能电子的辐射影响提供了一定的理论基础。

初始位置对电子运动轨迹和空间角辐射的影响

为了探究在圆偏振激光脉冲中电子初始位置对其运动轨迹和空间角辐射的影响,根据非线性汤姆逊散射模型、能量方程以及拉格朗日方程推导出了高能电子的空间运动方程,并与MATLAB数值模拟的方法相结合,做出了高能电子空间运动轨迹图和空间角辐射模拟图。结果表明,电子在涡旋横向力的作用下在全空间运动的前部轨迹呈紧密分离螺旋状,而后部轨迹由空间间隔遥远的稀疏圆组成,随着电子初始位置的右移,空间角辐射达到最大值时,极角θ和方位角φ的值有不断减小的趋势,在z0=5λ0后趋于稳定,(θ,φ)=(23.5°,175.5°);激光脉冲中电子初始位置的改变对电子的运动轨迹和空间角辐射有较大影响。该结果为后续研究电子初始位置对高能电子辐射特性的影响奠定了基础。