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High energy and high brightness laser compton backscattering gamma-ray source at IHEP 被引量:2
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作者 Guang-Peng An Yun-Long Chi +23 位作者 Yong-Le Dang Guang-Yong Fu Bing Guo Yong-Sheng Huang Chuang-Ye He Xiang-Cheng Kong Xiao-Fei Lan Jia-Cai Li Fu-Long Liu Jin-Shui Shi Xian-Jing Sun Yi Wang Jian-Li Wang Lin Wang Yuan-Yuan Wei Gang Wu Guang-Lei Xu Xiao-Feng Xi Guo-Jun Yang Chun-Lei Zhang Zhuo Zhang Zhi-Peng Zheng Xiao-Ding Zhang Shao-Ping Zhang 《Matter and Radiation at Extremes》 SCIE EI CAS 2018年第4期219-226,共8页
Based on the LINAC of BEPCII, a high-polarized, high bightness, energy-tunable, monoenergetic laser compton backscattering (LCS)gamma-ray source is under construction at IHEP. The gamma-ray energy range is from 1 MeV ... Based on the LINAC of BEPCII, a high-polarized, high bightness, energy-tunable, monoenergetic laser compton backscattering (LCS)gamma-ray source is under construction at IHEP. The gamma-ray energy range is from 1 MeV to 111 MeV. It is a powerful and hopeful researchplatform to reveal the underlying physics of the nuclear, the basic particles and the vacuum or to check the exist basic physical models, quantumelectrodynamic (QED) theories. In the platform, a 1.064 mm Nd:YAG laser system and a 10.6 mm CO_(2) laser system are employed. All the triggersignals to the laser system and the electron control system are from the only reference clock at the very beginning of the LINAC to make sure thetemporal synchronization. Two optical transition radiation (OTR) targets and two charged-couple devices (CCD) are used to monitor and to alignthe electron beam and the laser beam. With the LCS gamma-ray source, it is proposed to experimentally check the gamma-ray calibrations, thephoton-nuclear physics, nuclear astrophysics and some basic QED phenomena. 展开更多
关键词 laser compton scattering Calibration Photon-nuclear physics Gamma-gamma collider Nuclear astrophysics QED Gamma-gamma scattering Detection
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Nonlinear Propagation of Coupling Optical Pulse under Compton Scattering in Laser Medium 被引量:1
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作者 HAO Dong-shan ZHANG Xiao-fu 《Semiconductor Photonics and Technology》 CAS 2006年第3期178-183,204,共7页
After considering Kerr nonlinear effect, group velocity dispersion of host and gain distribution of active particle in laser amplifying medium, a basic equation describing propagation of the coupling optical pulse und... After considering Kerr nonlinear effect, group velocity dispersion of host and gain distribution of active particle in laser amplifying medium, a basic equation describing propagation of the coupling optical pulse under the multi-photon nonlinear Compton scattering in the laser amplifying medium has been deduced. Besides, the profile and power spectrum of a picosecond-level super-Gaussian coupling pulse in the laser amplifying medium have been discussed when its central frequency coincides with the gain peak frequency of the laser amplifying medium. 展开更多
关键词 laser amplifying medium compton scattering Group velocity dispersion Gain distribution
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A new consecutive energy calibration method for X/γ detectors based on energy continuously tunable laser Compton scattering light source
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作者 Hang-Hua Xu Hai-Long Wu +2 位作者 Gong-Tao Fan Jian-Hui Chen Dong Wang 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE CAS CSCD 2017年第9期8-15,共8页
In this paper, we present an energy calibration method based on steep Compton edges of the laser Compton scattered(LCS) photon energy spectra. It performs consecutive energy calibration in the neighborhood of certain ... In this paper, we present an energy calibration method based on steep Compton edges of the laser Compton scattered(LCS) photon energy spectra. It performs consecutive energy calibration in the neighborhood of certain energy, hence improves calibration precision in the energy region. It can also achieve direct calibration at high energy region(several MeV) where detectors can only be calibrated by extrapolation in conventional methods.These make it suitable for detectors that need wide-range energy calibration with high precision. The effects of systematic uncertainties on accuracy of this calibration method are studied by simulation, using the design parameters of a LCS device—SINAP Ⅲ. The results show that the SINAP Ⅲ device is able to perform energy calibration work over the energy region of 25–740 keV. The precision of calibration is better than 1.6% from 25 to 300 keV and is better than 0.5% from 300 to 740 keV. 展开更多
关键词 康普顿散射 连续能量 可调谐激光 Γ探测器 校准 光源 标定方法 标定精度
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The polarization effect of a laser in multiphoton Compton scattering
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作者 梁国华 吕清正 +1 位作者 滕爱萍 李英骏 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第5期268-276,共9页
The multiphoton Compton scattering in a high-intensity laser beam is studied by using the laser-dressed quantum electrodynamics (QED) method, which is a non-perturbative theory for the interaction between a plane el... The multiphoton Compton scattering in a high-intensity laser beam is studied by using the laser-dressed quantum electrodynamics (QED) method, which is a non-perturbative theory for the interaction between a plane electromagnetic field and a charged particle. In order to analyze in the real experimental condition, a Lorentz transformation for the cross section of this process is derived between the laboratory frame and the initial rest frame of electrons. The energy of the scattered photon is analyzed, as well as the cross sections for different laser intensities and polarizations and different electron velocities. The angular distribution of the emitted photon is investigated in a special velocity of the electron, in which for a fixed number of absorbed photons, the electron energy will not change after the scattering in the lab frame. We obtain the conclusion that higher laser intensifies suppress few-laser-photon absorption and enhance more-laser-photon absorption. A comparison between different polarizations is also made, and we find that the linearly polarized laser is more suitable to generate nonlinear Compton scattering. 展开更多
关键词 multiphoton compton scattering laser-dressed quantum electrodynamics (QED) cross section polarization
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锥形激光等离子体中Compton散射对电子的加速 被引量:11
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作者 郝东山 黄晓东 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期55-58,共4页
应用相对论性电子与光子非弹性碰撞模型和经典相对论电动力学理论,结合锥形飞秒强激光等离子体中的光场特性和静电场能,分析、计算了入射的高能电子束与等离子体中的光子发生多光子非线性Compton散射时对电子的加速效应,发现等离子体中... 应用相对论性电子与光子非弹性碰撞模型和经典相对论电动力学理论,结合锥形飞秒强激光等离子体中的光场特性和静电场能,分析、计算了入射的高能电子束与等离子体中的光子发生多光子非线性Compton散射时对电子的加速效应,发现等离子体中的光场会引起电子加速能量的振荡;等离子体中的静电场降低电子的加速效应。用高能电子束与锥形飞秒强激光等离子体中的光子发生双光子非线性Compton散射,是加速电子最为理想的情况。 展开更多
关键词 光场 电子 等离子体 光子 静电场 非弹性碰撞 散射 强激光 飞秒 锥形
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Compton散射下强激光等离子体空气冲击波波前的传输特性 被引量:7
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作者 郝东山 谢红军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期667-670,共4页
根据球对称激光等离子体空气冲击波在自由空间中传输的约束条件,对多光子非线性Compton散射的强激光等离子体空气冲击波波前的传输特性进行了研究,给出了散射下空气冲击波波前的运动方程,并进行了数值模拟。结果表明:该冲击波的衰减过... 根据球对称激光等离子体空气冲击波在自由空间中传输的约束条件,对多光子非线性Compton散射的强激光等离子体空气冲击波波前的传输特性进行了研究,给出了散射下空气冲击波波前的运动方程,并进行了数值模拟。结果表明:该冲击波的衰减过程不仅与爆炸源和爆炸过程的特性、释放总能量、空气的弹性有关,而且还与散射有关,散射效应使冲击波的初始半径增大,衰减过程加快,能量转移率提高;数值模拟与实验结果符合得很好。 展开更多
关键词 激光 爆炸 激光等离子体 多光子非线性compton散射
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Compton散射下等离子体中的离子加速 被引量:5
7
作者 郝晓飞 王其华 郝东山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期25-29,共5页
应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,将入射和散射光作为离子的传输机制,研究了Compton散射下多束相干强耦合激光等离子体中离子的运动,给出了相对论离子动力学方程,并进行了数值模拟。研究发现,散射使光的传播速度减小,系统的... 应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,将入射和散射光作为离子的传输机制,研究了Compton散射下多束相干强耦合激光等离子体中离子的运动,给出了相对论离子动力学方程,并进行了数值模拟。研究发现,散射使光的传播速度减小,系统的矢势和标势增大,由入射和散射光形成的多束相干强耦合激光能使质子加速到5.40GeV的能量,而耦合轴向电场在其中起着关键作用。 展开更多
关键词 离子加速 相干强耦合激光 激光等离子体 多光子非线性compton散射
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Compton散射下强激光等离子体的辐射阻尼效应 被引量:4
8
作者 郝东山 蒋文娟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期688-691,共4页
为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响,采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法,对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compto... 为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响,采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法,对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compton散射光作为等离子体产生辐射阻尼效应的新机制,给出了辐射阻尼满足的修正方程。结果表明,Compton散射使等离子体辐射阻尼效应对电子运动产生重要作用的几率增大,这主要是由于产生这种作用所需的入射激光强度降低,从而使电子频率增大、电场耦合频率增大的缘故。多光子非线性Compton散射光是产生和提高等离子体辐射阻尼效应的一个重要机制。 展开更多
关键词 激光光学 等离子体 极化激光 辐射阻尼效应 洛伦兹变换 多光子非线性compton散射
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增益介质中Compton散射对小尺度自聚焦的影响 被引量:4
9
作者 郝东山 黄晓东 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期374-380,共7页
通过对激光放大介质中多光子非线性Compton散射光小尺度自聚焦特性的研究,提出了小尺度自聚焦的非线性理论,并对小尺度调制方程、增益谱和成丝距离进行了修正.研究发现:散射光的临界频率和最快增长频率近乎是相同的,在介质增益下,散射... 通过对激光放大介质中多光子非线性Compton散射光小尺度自聚焦特性的研究,提出了小尺度自聚焦的非线性理论,并对小尺度调制方程、增益谱和成丝距离进行了修正.研究发现:散射光的临界频率和最快增长频率近乎是相同的,在介质增益下,散射光引起的非线性扰动最快增长频率和最大增长率与背景光强度和传输距离几乎无关.在一定输入和输出功率下,在散射光出现的初始阶段,它使背景光的能量、小尺度扰动最快增长频率、最大增益和相应的B积分迅速增大,调制谱的范围迅速加宽,成丝距离延长;之后,它们的变化几乎与散射光无关. 展开更多
关键词 非线性光学 强激光传输 自聚焦 成丝 compton散射
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Compton散射对激光等离子体中光场和电子密度分布的影响 被引量:4
10
作者 郝东山 禹定臣 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期282-287,共6页
应用电子和多光子集团非弹性碰撞模型和冷等离子体模型,研究了飞秒强激光与线性等离子体发生多光子非线性Compton散射时,散射激光与入射激光形成的飞秒耦合激光场对线性等离子体层中光场和电子密度分布的影响。研究发现,在耦合激光的有... 应用电子和多光子集团非弹性碰撞模型和冷等离子体模型,研究了飞秒强激光与线性等离子体发生多光子非线性Compton散射时,散射激光与入射激光形成的飞秒耦合激光场对线性等离子体层中光场和电子密度分布的影响。研究发现,在耦合激光的有质动力作用下,电子密度分布和离子密度分布比Compton散射前的偏离更加严重,电子密度的变化比离子密度的变化更快,产生的静电场更强。即使耦合激光场非常弱,电子的运动仍表现出相对论效应,仍有静电场存在。 展开更多
关键词 飞秒激光 等离子体 电子密度 compton散射
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超强激光场中磁逆多光子非线性Compton散射的电子加速 被引量:2
11
作者 郝晓飞 刘安辉 郝东山 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期664-667,共4页
应用电子与多光子集团非弹性Compton散射模型,分析、计算了磁逆多光子非线性Compton散射的电子加速,结果表明,散射前做Landau圆轨道运动的电子并非是热电子,而是处于激发态的电子。当耦合光的频率与处于激发态电子的频率相等时,能发生... 应用电子与多光子集团非弹性Compton散射模型,分析、计算了磁逆多光子非线性Compton散射的电子加速,结果表明,散射前做Landau圆轨道运动的电子并非是热电子,而是处于激发态的电子。当耦合光的频率与处于激发态电子的频率相等时,能发生磁逆多光子非线性Compton散射,放出高γ射线,但产生高γ射线的几率要比产生低γ射线的几率小。若电子被光场俘获,电子可从激光场中获得巨大的加速能量。 展开更多
关键词 激光物理 超强激光 磁逆compton散射 Landau轨道 电子加速
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Compton散射对短脉冲强激光在次临界等离子体中自聚焦的影响 被引量:5
12
作者 闫喜亮 郝东山 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期50-52,共3页
应用相对论理论和多光子非线性Compton散射模型,研究了Compton散射对短脉冲强激光在次临界等离子体中自聚焦的影响,提出了将入射光和Compton散射光作为形成激光自聚焦的新机制,给出了三级电流密度满足的修正方程,并进行了数值模拟。结... 应用相对论理论和多光子非线性Compton散射模型,研究了Compton散射对短脉冲强激光在次临界等离子体中自聚焦的影响,提出了将入射光和Compton散射光作为形成激光自聚焦的新机制,给出了三级电流密度满足的修正方程,并进行了数值模拟。结果表明,相对论效应使等离子体中的短脉冲强激光自聚焦趋势减缓,而散射则加速了自聚焦的发展,总自聚焦趋势比无相对论时来得快一些,主要原因是由于散射光和入射光形成的耦合光频率较入射光频率增大,散射效应补偿了因相对论效应引起的自聚焦减缓效应的缘故。 展开更多
关键词 激光物理 次临界等离子体 激光自聚焦 多光子非线性compton散射
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Compton散射下激光等离子体纵波色散特性 被引量:2
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作者 郝晓飞 禹定臣 郝东山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1496-1499,共4页
应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,研究了Compton散射下激光等离子体纵波色散特性.结果表明:长波支纵色散曲线由解析上的长波、数值计算结果和短波组成,长波支和短波支纵色散均随相对论正负电子对特征温度的增大而增大,随Comp... 应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,研究了Compton散射下激光等离子体纵波色散特性.结果表明:长波支纵色散曲线由解析上的长波、数值计算结果和短波组成,长波支和短波支纵色散均随相对论正负电子对特征温度的增大而增大,随Compton散射引起的频率的增量的增大而降低,且单温激光等离子体的色散曲线与散射前的双温等离子体的色散曲线相似. 展开更多
关键词 激光等离子体 相对论 纵波色散 多光子非线性compton散射
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Compton散射下离子初始速度对等离子体鞘层厚度的影响 被引量:4
14
作者 刘经天 郝东山 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期443-446,共4页
应用相对论理论、Compton散射等离子体离子源和龙格-库塔方法,研究了Compton散射对等离子体鞘层厚度的影响,提出了Compton散射等离子体离子源概念,并将入射光和Compton散射光作为形成等离子体离子初始速度的新机制,给出了Compton散射下... 应用相对论理论、Compton散射等离子体离子源和龙格-库塔方法,研究了Compton散射对等离子体鞘层厚度的影响,提出了Compton散射等离子体离子源概念,并将入射光和Compton散射光作为形成等离子体离子初始速度的新机制,给出了Compton散射下鞘层空间内电位梯度随等离子体离子初始速度变化的修正方程,并进行了数值模拟.结果表明,与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体鞘层厚度随加速电压增大而明显的非线性增大,这主要是由于Compton散射使离子与电子碰撞频率增大,电子温度升高,使离子初始速度和能量增大的缘故. 展开更多
关键词 激光物理 compton散射等离子体离子源 离子初始速度 等离子体鞘层
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相对论性电子的Compton散射 被引量:2
15
作者 姜孟瑞 梁大光 孙和丽 《山东师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第3期37-39,42,共4页
用单粒子理论研究了相对论性电子的Compton散射.当散射过程不改变光子运动方向时,存在n倍频效应,也存在光子频率及运动方向都不改变的散射过程.指出了一定条件下可以实现激光场对电子的有效加速.
关键词 compton散射 自由电子激光 n倍频效应 激光加速
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Compton散射对未磁化等离子体调制不稳定性的影响 被引量:2
16
作者 郝晓飞 文桦 郝东山 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期572-576,共5页
为了研究Compton散射对未磁化等离子体调制不稳定性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型,对Compton散射下的未磁化等离子体调制不稳定性进行了理论分析和实验验证,取得了散射对调制不稳定性的时间增长率、非线性色散和控制影响的重... 为了研究Compton散射对未磁化等离子体调制不稳定性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型,对Compton散射下的未磁化等离子体调制不稳定性进行了理论分析和实验验证,取得了散射对调制不稳定性的时间增长率、非线性色散和控制影响的重要数据,提出了将入射光和Compton散射光作为形成调制不稳定性的新机制。结果表明,Compton散射使未磁化等离子体的自调制不稳定性的最大时间增长率和激光自聚焦较散射前减小,等离子体截面附近处调制不稳定性的时间增长率较散射前增大。 展开更多
关键词 激光物理 未磁化等离子体 耦合 左旋椭圆偏振光 调制不稳定性 多光子非线性compton散射
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Compton散射对椭圆偏振激光调制不稳定性的影响 被引量:1
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作者 禹定臣 郝晓飞 郝东山 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期496-500,共5页
应用相对论理论和多光子非线性Compton散射模型,对等离子体中多光子非线性Compton散射对椭圆偏振光调制不稳定性的影响进行了研究,给出了调制不稳定性的时间增长率修正方程,并进行了数值模拟。结果表明,与散射前相比,Compton散射光越强... 应用相对论理论和多光子非线性Compton散射模型,对等离子体中多光子非线性Compton散射对椭圆偏振光调制不稳定性的影响进行了研究,给出了调制不稳定性的时间增长率修正方程,并进行了数值模拟。结果表明,与散射前相比,Compton散射光越强,引起调制不稳定性的最大时间增长率增量越大。在激光等离子体临界面附近处,散射引起的调制不稳定性的最大时间增长率增量加速了激光场的坍塌。 展开更多
关键词 激光 等离子体 椭圆偏振激光 调制不稳定性 多光子非线性compton散射
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多光子非线性Compton散射对激光等离子体中强朗缪尔湍动谱的影响 被引量:1
18
作者 禹定臣 郝晓飞 郝东山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1871-1874,共4页
基于电子与多光子集团非线性Compton散射模型,研究了多光子非线性Compton散射对激光等离子体中强缪尔湍动谱的影响,提出了将入射光和散射光作为形成强缪尔湍动的新机制,给出了横等离激元、强朗缪尔激元和离声激元之间相互作用满足的修... 基于电子与多光子集团非线性Compton散射模型,研究了多光子非线性Compton散射对激光等离子体中强缪尔湍动谱的影响,提出了将入射光和散射光作为形成强缪尔湍动的新机制,给出了横等离激元、强朗缪尔激元和离声激元之间相互作用满足的修正方程,并进行了数值模拟.结果表明:Compton散射使横等离激元和朗缪尔激元间的碰撞频率大大增加,随着时间的演化,横等离激元和朗缪尔激元的能量由小波数区向大波数区的转移比散射前要快得多,同时产生剧烈的坍塌.坍塌后期,等离激元的强非线性作用激发出高次共振谐波,使能量从一个谐波转移到另一个谐波,形成无限高次谐波,引起波的破碎,出现由调制不稳定性控制的强朗缪尔湍动、较强的激光成丝和能量均分现象.研究结果为进一步研究强朗缪尔湍动的加速机制、反常碰撞、激光加热实验及快点火实验提供了理论支持. 展开更多
关键词 激光等离子体 多光子非线性compton散射 强朗缪尔湍动 坍塌
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Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应 被引量:2
19
作者 郝晓飞 郝东山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期111-114,共4页
应用多光子非线性Compton散射理论,研究了Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应,给出了冲击波功率密度与靶材熔化温度及沸腾温度与加热时间的表达式,得到了冲击波照射靶材烧蚀孔的最佳实验条件。结果表明:固体的... 应用多光子非线性Compton散射理论,研究了Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应,给出了冲击波功率密度与靶材熔化温度及沸腾温度与加热时间的表达式,得到了冲击波照射靶材烧蚀孔的最佳实验条件。结果表明:固体的生热率提高,温度分布发生变化,作用点达到熔化和沸腾温度所需时间和功率比无散射时小。当冲击波能量为250J,到靶面的距离为70~80mm时,对靶材烧蚀孔的效果较好。当时间为1.2~3.6ms,到靶面的距离为28~80mm时,烧蚀效果较好;当能量密度为400~2800J·cm^-2时,烧蚀深度成较差的线性增加,功率密度与烧蚀斑尺寸近乎成反比。 展开更多
关键词 激光等离子体 冲击波 热烧蚀效应 多光子非线性compton散射
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基于激光康普顿散射的电子束参数测量方法
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作者 王振伟 许杭华 +4 位作者 郝子锐 张岳 刘龙祥 范功涛 王宏伟 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期41-49,共9页
加速器电子束参数的无损间接测量是一个难题,储存环上传统的X射线针孔成像(X-ray Pinhole Imaging)方法和直线加速器上的狭缝衍射法(Optical Diffraction Radiation,ODR)都存在不足之处。激光康普顿散射(Laser Compton Scattering,LCS)... 加速器电子束参数的无损间接测量是一个难题,储存环上传统的X射线针孔成像(X-ray Pinhole Imaging)方法和直线加速器上的狭缝衍射法(Optical Diffraction Radiation,ODR)都存在不足之处。激光康普顿散射(Laser Compton Scattering,LCS)装置是利用相对论电子与低能光子相互碰撞产生高能γ束的新光源。本文提出了一种基于激光康普顿散射光源测量能谱提取电子束参数的方法,该研究旨在通过自主开发的基于Geant4的蒙特卡罗程序模拟重建出与实验测量能谱符合一致的模拟谱,从而获得电子束参数,包括水平方向束斑尺寸、电子能量和发射度。在对上海同步辐射装置(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)的激光γ光束线站(Shanghai Laser Electron Gamma Source,SLEGS)上的多碰撞角度γ测量能谱做了一致性的验证,结果表明:提取的上海光源储存环电子束参数与理论值符合得较好。这证明了激光康普顿散射是一个有效的电子束参数无损间接测量方法,为后续其他电子束的提取奠定基础。 展开更多
关键词 激光康普顿散射 电子束参数 蒙特卡罗模拟 Γ能谱
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