飞秒激光作用下高能离子的产生与加速
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王光昶(1969-),男,理学博士,教授.主要 从事激光等离子体物理与医学物理研究.

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国家自然科学基金(10775121)、辽宁省科学事业公益研究基金(2011002008)、四川省教 育厅重点基金(11ZA203)及发育与再生四川省重点实验室基金(SYS-003)资助项目 , 王亚平1, 张建炜3, 郑志坚4(1.辽宁医学院物理教研室, 辽宁 锦州 121004; 2.四川理工学院 理学院,四川 自贡 643002; 3.成都医学院物理教 研室,四川 成都 610500; 4.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900)


Generation and acceleration of high energy ions in femtosecond laser interaction with solid target
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    摘要:

    为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能离子的 产生和加速机制,在超短超强激光装置 “SILEX-I”上进行了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中高能离子能谱分布的实验研究 。实验采用固 体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质 子和C离子能 量分布和产额。实验结果表明,实验观察到了质子和C4+、C3+、C2+ 和C1+离子信号;离子沿着靶背法线方 向发射,离子在一定能量处出现截断;质子和C4+、C3+、C2+及C 1+离子的截止能分别是1221941keV、 1899、624、422keV;随着C离子电荷数增加, 产额也随着增加;质子的产额远远高于C离子。经分 析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的靶后鞘层加速 (TNSA)机制则占主导地位。

    Abstract:

    To study the generation and the accele ration mechanisms of high energy ions in the interaction of ultra-short ultra- intense laser with solid targets,high energy ions behavior at the normal direc tion of the rear surface of the target produced from ulintencity pulse laser irradiated Cu thin f ilm solid targets is explored on SILEX-I laser facility.The solid nuclear detector CR39and Thomson spectrum ar e used to detect the energy spectra of protons and carbon ions,and the protons and C4+,C 3+,C2+,C1+ ions are osderved.The results show that the ions are emitted from the normal direction of target-back and the ion s have a certain cut-off energy;the protons and C4+,C3+,C2+,C1+ ions cut-off energy values are sepa rately 1221keV,1941keV,1899keV,624keV,and 422keV;the carbon ions beam current is increased with carbon ions charge number ;the yield of proton is far higher than carbon ions.High-energy ion generation and acceleration are the result of a variety of mechanisms where the electrostatic field TNSA acceleration mechanism is dominant.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

王昌军,唐翠明,王光昶,王亚平,张建炜,郑志坚.飞秒激光作用下高能离子的产生与加速[J].光电子激光,2013,(9):1844~1848

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  • 收稿日期:2013-01-25
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