导读:本文包含了超临界密度等离子体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:受激拉曼散射,电磁孤子,激光传输,PIC粒子模拟
超临界密度等离子体论文文献综述
吴钟书,赵耀,翁苏明,陈民,盛政明[1]（2019）在《非均匀等离子体中1/4临界密度附近受激散射的非线性演化》一文中研究指出本文采用粒子模拟方法,针对长脉冲激光在非均匀等离子体中的传输过程,特别是在1/4临界密度附近,等离子体中受激散射的非线性演化现象,进行了细致的模拟研究.研究结果表明:在1/4临界面附近所产生的受激拉曼散射不稳定性,其散射光在等离子体中被捕获,并在该区域形成电磁孤子.电磁孤子的振幅随着不稳定性的发展而提高,并由此而产生一个有质动力场驱动周围的电子运动,离子随后被电荷分离场加速,最终形成准中性的密度坑.在单个密度坑形成后,由于该密度坑周围等离子体密度和温度产生了变化,使得等离子体中逐渐形成更多的密度坑.这些密度坑将等离子体分割成不连续的密度分布,而这种密度分布最终明显地抑制了受激拉曼散射和受激布里渊散射不稳定性的发展.(本文来源于《物理学报》期刊2019年19期）
李曜均,岳东宁,邓彦卿,赵旭,魏文青[2]（2019）在《相对论强激光与近临界密度等离子体相互作用的质子成像》一文中研究指出近临界密度是激光等离子体相互作用中能量吸收和高能电子产生的重要等离子体参数区间.利用激光加速产生的质子束作为电磁场探针,研究了超强激光与近临界密度等离子体相互作用产生的等离子体结构及其时间演化.实验发现,初始均匀分布的质子束穿过近临界密度等离子体后分裂为两个斑.两个质子束斑的间距随着作用时间先增大后减小.并且两个束斑呈不对称分布.分析认为,幅度约为10~9 V/m的不对称分布瞬变电场是产生质子束偏折和分裂的主要原因.粒子模拟的结果也验证了这一解释.该研究对激光尾场电子加速、离子加速、惯性约束聚变快点火方案研究等有一定的参考价值.(本文来源于《物理学报》期刊2019年15期）
顾彦珺[3]（2013）在《强激光与近临界密度等离子体相互作用及加速带电粒子的研究》一文中研究指出超强激光与等离子体相互作用的领域已经历了近30年的研究,广泛而有意义的应用前景和不断取得的重要进展使其目前仍然是物理学界最感兴趣,研究最密集的领域之一。在激光与等离子体相互作用的研究中,激光加速器的新原理以及相关的物理现象在近十年来一直是国际上的研究热点。从激光加速的角度出发,针对稀薄等离子体和高密度的等离子体靶的研究比较多,而对于近临界密度靶的研究则比较少。然而随着激光技术的发展,利用近临界密度靶来设计的加速方案逐渐受到重视。本文基于PIC数值模拟方法,对强激光与近临界密度等离子体相互作用及激光加速的理论进行了探索,主要包括了以下几个内容：(1)超强激光激发等离子体尾波场加速电子通过研究发现,随着等离子体初始密度的变化,强激光激发的等离子体尾波场呈现出有规律的变化趋势,其极大值与等离子体密度的平方根成正比,而其宽度与等离子体密度的平方根成反比,此外尾波场的形态在低密度等离子体中随时间的演化较为平缓,而随着初始等离子体密度的上升,尾波场的宽度和强度均会随时间发生较大的振荡,这会在一定程度上影响加速电子束团的束流品质。与低密度等离子体中的的空泡尾波场加速机制不同,在近临界密度等离子体下,电子排空区域的尾部并不能被电子回流所闭合形成完整的封闭的空泡结构,回流电子束感受到极强的纵向库仑分离场作用而被急速扭摆进入向前加速的阶段。同时由于等离子体密度较高,因之形成的库仑分离尾场也较强,电子的加速梯度可达数十个GeV/cm,远大于低密度等离子体中的加速梯度。我们首次详细地分析了激光与近临界密度等离子体相互作用中尾波场以及电子加速的特性。(2)超强激光引起的等离子体自通道及其相对论条件判据在关于等离子体通道的形成方面我们发现,当激光的功率密度较强时,受到激光有质动力作用的电子会在短时间内被加速到接近光速,相对论效应必须予以考虑。因此我们提出了等离子体自通道形成的相对论修正判据,并通过大量粒子模拟进行了验证验证,发现其在大部分参数空间下都是有效的,但是当等离子体密度较大和激光功率密度过小时会发生一定的偏差。根据此通道形成判据,等离子体自通道现象可以在激光功率足够强并且初始等离子体密度接近于近临界条件时由超短的飞秒脉冲来激发得到,并在模拟事例中,成功地得到了这样能够稳定存在至皮秒(10-12s)量级的通道结构。等离子体自通道效应可以有效地抑制激光的衍射横向发散现象,并使激光在通道内发生自聚焦,维持其强度,保证激光在传播数个瑞利长度之后在其传播轴上的功率密度没有明显的衰减。(3)基于等离子体通道内库仑爆炸的离子加速与反冲电荷累积效应我们研究发现,在强激光与近临界密度等离子体相互作用时,在强的激光有质动力作用下,电子能比较容易全排空,并形成等离子体自通道。在等离子体通道内,从左边界向内,将持续发生库仑爆炸现象。我们发现,通过库仑爆炸被加速的离子能够在等离子体通道的反向溢出,并被收集,离子束团具有一定的准直性。同时,由于等离子体通道内的库仑爆炸能持续发生,反冲离子束具有较高的电量。我们从理论上预估了加速离子束团的最大能量和收集电量与初始等离子体密度之间的联系,并给出了电子全排空的激光强度条件。(4)高能尾波场电子束牵引加速离子的机制我们提出了利用近临界密度条件下产生的高能尾波场电子束团作为引导源来加速离子的方案。与TNSA或BOA机制不同,由于引导尾波场电子束与热电子相比具有高能和高准直性的特点,因此在该机制下可以实现对粒子的长程加速和准直性引导。在此基础之上,我们改进了靶结构的设计,使用了双层的复合靶结构,提高了激光和离子的能量转换效率,加速离子束团得到了更高的能量和电量,获得了能量达到GeV量级的准直离子束团。综上,本文通过粒子模拟程序,着重研究了超强超短激光脉冲与近临界密度等离子体相互作用的物理图象,发现这一参数空间在维持激光能量方面和加速电子、离子方面都有较好的效果,存在进一步探索和应用的价值。(本文来源于《复旦大学》期刊2013-03-12）
朱真[4]（2012）在《亚临界密度等离子体中激光加速离子物理机制的研究》一文中研究指出随着激光技术的飞速发展,TW激光和飞秒激光的实现,超短超强激光与物质相互作用引起了科学家广泛的研究兴趣。其中,由于在质子成像、激光聚变快点火、治疗癌症、产生高能量密度物质中有着广泛的应用前景,基于超强激光与等离子体相互作用产生高能离子束,成为目前国际上研究的热点课题。近十年来,相关理论、实验研究不断取得突破性进展。目前,人们通过理论和实验提出并印证了多种激光等离子体相互作用加速离子的加速机制。然而,关于激光等离子体加速离子物理机制的研究大都关注于高密度薄膜靶或者固体靶,这是因为在激光强度不够高的时候,只有固体靶能够驱动出足够高密度的电子,从而利用电子-离子间的电荷分离场来加速离子。但是近年来,一些物理学家发现,在超高强度的条件下,激光与低密度等离子体相互作用也会产生很强的耦合,这为加速离子提供了可能性,而且,有可能形成束流品质更好的离子束。于是,我们的研究集中于低于临界密度的等离子体中的离子加速。我们通过PIC数值模拟方法结合理论分析,研究了亚临界密度等离子体中的离子加速现象及物理机制。在鞘层靶背法向加速(TNSA), BOA (Breakout afterburner acceleration)加速,磁涡旋加速机制和W-BOA(尾波场BOA)加速机制共同作用下,最终可以获得最高能量达1.66GeV的质子,而且束团具有较小的发散角和较窄的能量分布,整个加速的距离可以达到毫米量级,加速时间也长达皮秒量级。然后,我们进一步研究了亚临界密度等离子体中离子加速效果的参数依赖,发现只有达到一定强度的激光与适当密度等离子体相互作用才会产生在时间尺度和空间尺度上都较大的加速过程。我们提出亚临界密度等离子体加速离子是对超强激光与等离子体相互作用加速离子束这一领域的理论的拓展,而且不需要设计和使用复杂的靶结构,利用气体靶在实验上可以方便的实现,产生高品质的准单能质子束团。如果能进一步发展成熟,将促成其在治疗癌症、快点火等领域的应用。(本文来源于《复旦大学》期刊2012-05-30）
熊晗,刘叁秋,廖晶晶,刘笑兰[5]（2010）在《短脉冲强激光在次临界密度等离子体中的传播》一文中研究指出为了更完善地研究强的短脉冲激光在次临界密度冷等离子体中传播时的自聚焦现象,采用了包括洛伦兹项和牵连项的更为完整的有质动力形式。通过理论推导可知,牵连项的加入对自聚焦有一定的影响,使得产生自聚焦的非线性效应更强。同时也考虑到在激光达到一定强度的时候,需要计入相对论效应。结果表明,相对论效应的计入虽然增强了体系的非线性度,但与长脉冲激光中的相对论自聚焦效应不一样的是,它减弱了非线性效应对自聚焦的影响。(本文来源于《激光技术》期刊2010年02期）
SHAFIQ-UR-REHMAN[6]（2009）在《超临界密度等离子体中快电子束稳定性的研究》一文中研究指出惯性聚变中的快点火(FI)概念是与传统的惯性聚变方法不同的方案,它不需要严格的对称压缩,从而减少了点火所需要的能量并获得更高的能量增益。它把燃料的压缩和点火过程分开,其中对燃料仍采用传统的长脉冲激光进行压缩,但是用短脉冲激光束直接对靶心等离子体进行点火。但是靶芯部等离子体的密度一般已经大大超过激光传播的临界密度(对这种等离子体我们称为“dense plasmas”,即“超临界密度”等离子体)。幸运的是激光束在临界密度面会激发高能量(相对论)电子,部分激光能量会转换成用快电子能量在超临界密度等离子体中传播,用来实现压缩后燃料的点火。携带点火所需的最小能量达到靶心需要(相对论)快电子束可以在超临界密度等离子体中稳定传播。这对于实现快点火是至关重要的一步。并且,类似这种相对论电子束在等离子体中运动的物理过程,在许多高能量密度天体物理学现象中也会遇见。因此,在最近的十到十五年中,人们对这种在超临界密度等离子体中传播的相对论电子束进行了各种理论和数值模拟上的研究。然而,由于这种电子束带有极强的电流及其产生的电磁场,会带来各种发展很快的不稳定性。因此,对于这种电子束在超临界密度的等离子体中的传播过程仍然存在很多待解决的问题。本论文采用双电子流体模型假设来研究(相对论)快电子束在超临界密度等离子体中的传播的稳定性。在宏观尺度下,相对论束流条件是束具有很高流速(即u_b-c,其中u_b和c分别表示束的流速和光速),而在微观尺度上(动理学效应尺度)非相对论的热运动(满足T_b<<(γ_b-1)m_ec~2,其中T_b代表束的温度,在KeV的量级,γ_b代表的是质量的相对论因子),我们所做的双流体模型的分析不仅研究了(相对论)快电子束的稳定性,同时也是首次揭示准静电(QES)模式的产生及其对电流“空洞(Hollowing)模的影响。得以提高对电子束流空洞结构形成的认识。第一章,简要介绍了(相对论)快电子束及其应用,特别是惯性约束聚变的及快点火研究方面。第二章,在双电子流体模型近似下,用初值问题的方法,研究了在超临界密度等离子体中传播的(相对论)轴对称快电子束的径向模式。通过改变束与等离子体的分布因子α=r_0/R_0(其中r_0和R_0分别代表快电子束和等离子体的半径),,研究了非相对论温度即碰撞对激发的径向模式的影响。结果发现对于不同的轴向波矢区间,各种模数的径向模式都可能被激发:在长波区主要是研究了角向模式m=0及径向模数分别为n=2和n=3的hollowing-like模式,而在短波区即更高的径向模数,研究了束与等离子体的电磁不稳定性。并发现,对于束与等离子体密度不对称的情况,在有限的温度及碰撞的影响下,不稳定性的增长率得到一定的抑制。第叁章,运用能谱分析方法,对在超临界密度等离子体中传播的相对论电子束的非线性演化进行了叁维研究。分析了在叁维空间存在的各种模式。研究表明,线性阶段同时具有双流(two-stream)和成丝(filamentation)模式的“斜传播”(oblique)模式首先被激发,与之前用PIC方法研究得到的结果相符。对于早期非线性阶段的能谱分析揭示了更高波数模式的激发和发展。具有静电箍缩特点的新模式在第四章中加以研究。第四章,研究了(相对论)快电子束的不同剖面,包括均匀分布、高斯分布和前段较平的轴对称类型的分布剖面,对电子束的空洞或环的演化所带来的影响。研究发现类似空洞或环的结构只在分布函数具有很大梯度的地方发生。空洞的形成机制可以借助净电流(束和等离子体迭加在一起)和密度的演化来解释。该工作是基于能谱分析,研究高波数的模式的非线性演化,以便更好的理解(相对论)快电子束的空洞和成丝(filamentation)。第五章,介绍了今后的工作展望:从一个考虑了热电子束的全部相对论效应的双流体模型方程出发,研究超临界密度等离子体中的相对论热电子束的理论。最后,对全文进行了简短总结。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-05-01）
熊晗[7]（2008）在《激光脉冲在次临界密度等离子体中的自聚焦研究》一文中研究指出强激光脉冲在次临界密度冷等离子体中的非线性传播是激光打靶研究的一个重要的方向。由于激光脉冲在传播过程中非线性效应的出现,使得等离子体介质的折射率与脉冲强度相关联,激光脉冲的传播路径因此而变,有可能导致调制不稳定的出现,出现自聚焦现象。当在等离子体中传播的激光脉冲达到一定强度时,有质动力会变得比较强。而在流体力学方程中有质动力一项与牵连项相关。因此当激光达到一定强度的时候,流体方程中的牵连项也会变得比较强,不可以被忽略。在前人工作的基础上加入牵连项,采用更完整的有质动力,以及考虑是强激光脉冲,在其中的电子的颤动速度将接近于光速,因此也考虑了相对论效应带来的影响。这是本文研究的第一部分内容。由于很多等离子体中的基本粒子行为与外场有很大关系,加入外磁场会使得等离子体中粒子的运动更复杂,比如产生回旋辐射等现象。激光脉冲在有外磁场存在时与等离子体的相互作用也就会变得复杂,引起激光脉冲的自聚焦成丝等现象的改变。有人研究过在外磁场取特殊角度的磁化等离子体中的自聚焦,因此本文研究的第二部分内容就是采用非特殊角度的外磁场,探讨不同的外磁场方向对自聚焦的影响,同时也得到了不同的外磁场强度对自聚焦产生的影响。(本文来源于《南昌大学》期刊2008-11-18）
张秋菊,盛政明,张杰[8]（2004）在《周期量级超短激光脉冲在近临界密度等离子体中形成的光孤子》一文中研究指出利用一维粒子模拟程序 ,观测到周期量级的超短激光脉冲在等离子体中可以以孤子形式传播 .它在一定密度等离子体中以较高的群速度向前传播 ,并在到达等离子体与真空界面时发生反射和透射 .当入射激光脉冲强度增大时 ,非线性调制效应使它产生较大的频率下移 ,致使光孤子传播速度变小 .另外 ,对于同样光强下的几十个周期以上的光脉冲 ,它在等离子体中传播时形成的则是一连串低频的被捕获在等离子体中的光孤子(本文来源于《物理学报》期刊2004年03期）
超临界密度等离子体论文开题报告
（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：
近临界密度是激光等离子体相互作用中能量吸收和高能电子产生的重要等离子体参数区间.利用激光加速产生的质子束作为电磁场探针,研究了超强激光与近临界密度等离子体相互作用产生的等离子体结构及其时间演化.实验发现,初始均匀分布的质子束穿过近临界密度等离子体后分裂为两个斑.两个质子束斑的间距随着作用时间先增大后减小.并且两个束斑呈不对称分布.分析认为,幅度约为10~9 V/m的不对称分布瞬变电场是产生质子束偏折和分裂的主要原因.粒子模拟的结果也验证了这一解释.该研究对激光尾场电子加速、离子加速、惯性约束聚变快点火方案研究等有一定的参考价值.
（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。
超临界密度等离子体论文参考文献
[1].吴钟书,赵耀,翁苏明,陈民,盛政明.非均匀等离子体中1/4临界密度附近受激散射的非线性演化[J].物理学报.2019
[2].李曜均,岳东宁,邓彦卿,赵旭,魏文青.相对论强激光与近临界密度等离子体相互作用的质子成像[J].物理学报.2019
[3].顾彦珺.强激光与近临界密度等离子体相互作用及加速带电粒子的研究[D].复旦大学.2013
[4].朱真.亚临界密度等离子体中激光加速离子物理机制的研究[D].复旦大学.2012
[5].熊晗,刘叁秋,廖晶晶,刘笑兰.短脉冲强激光在次临界密度等离子体中的传播[J].激光技术.2010
[6].SHAFIQ-UR-REHMAN.超临界密度等离子体中快电子束稳定性的研究[D].大连理工大学.2009
[7].熊晗.激光脉冲在次临界密度等离子体中的自聚焦研究[D].南昌大学.2008
[8].张秋菊,盛政明,张杰.周期量级超短激光脉冲在近临界密度等离子体中形成的光孤子[J].物理学报.2004