强激光场下固体表面超快电子动力学及辐射机制研究进展

强激光固体等离子体相互作用可以驱动电子加速,电子的动力学过程具有亚光周期特性,可以激发阿秒电子脉冲.通过对电子空间图像的分析,可以反演激光固体等离子体相互作用的超快时间动力学.电子的发射伴随着电磁辐射的产生,如高次谐波X射线、太赫兹辐射等,辐射波段和固体靶的结构有着密切的联系.强激光能量向辐射能量的转化和电子与表面场的作用时间成正比,因此有效控制自由电子和表面场的相互作用可大大提高激光能量向辐射场的转化效率.基于Biermann电池效应、Weibel不稳定性等机制,通过激光驱动的强流电子可以在固体表面激发千特斯拉量级的强磁场,磁场演化的时间尺度在皮秒量级.本文从强激光和固体等离子体作用的超快(阿秒级)动力学开始,分析了电子流在飞秒以及皮秒时间尺度上的辐射特性,介绍了强磁场的产生及其演化的超快动力学.强激光和固体等离子体相互作用包含了丰富的内容,阿秒物理、辐射机制、实验室天体物理等领域还有待我们继续深入研究.