Bremsstrahlung emission and plasma characterization driven by moderately relativistic laser-plasma interactions
拍瓦级短激光脉冲与固体靶相互作用产生的相对论电子可以通过韧致辐射产生明亮的X射线。激光能量转移到这些电子中的效率取决于多个参数，包括聚焦强度和预等离子体水平。本文报道了拍瓦级高强度玻璃激光脉冲与固体靶相互作用的实验结果，其最大强度为$10^{19}$ W/cm $^2$。镜面反射光的原位测量被用来提供一个上限的激光吸收和表征聚焦激光强度，预等离子体水平和二次谐波光的产生机制。电子和韧致辐射的测量光谱提供了有关激光能量转移效率的信息。
2020-09-25 physics.plasm-ph
X-ray absorption via electron-ion bremsstrahlung in Maxwellian plasma at the exact consideration of Coulomb potential
在严格考虑电子-离子库仑相互作用的基础上，通过对极限吸收系数的数值模拟，研究了光子能量为等离子体温度量级的硬X射线量子在高温等离子体中以及在高核电荷情况下的实际吸收情况（在此玻恩近似不适用），构成了单光子吸收系数的温度依赖性。结果表明，在这些情况下，可以实现有效的吸收系数。
2019-01-30 physics.plasm-ph
Bremsstrahlung vs. Thomson scattering in VUV-FEL plasma experiments
在汤姆逊散射实验中，我们测量了真空紫外自由电子激光照射下的热稠密等离子体的光谱光子产额。汤姆逊信号相比，主要由韧致辐射光子引起的发射背景。我们确定的实验条件，允许信号与背景比大于团结。从线性响应理论推导出汤姆逊谱和韧致辐射谱，给出了这两个过程的一致量子统计方法。这允许系统地处理介质和量子效应，如动态屏蔽和强碰撞。结果的阈值自由电子激光强度作为密度和温度的函数。我们表明，占量子效应导致更大的阈值相比，以前的工作。
2006-02-21 physics.plasm-ph
Synchrotron radiation from ultrahigh-intensity laser-plasma interactions and competition with Bremsstrahlung in thin foil targets
通过粒子模拟，我们研究了在与多拍瓦激光系统相关的超高强度条件下，激光-等离子体相互作用中高能光子的发射。我们首先研究了不同密度和大小的激光驱动等离子体的同步辐射特性。特别是，我们显示和解释的辐射光子的角分布的依赖性上的透明度或不透明度的等离子体。然后研究了$10^{22}\,\rm W\,cm^{-2}$、$50 \, \rm fs$激光脉冲辐照铜箔靶时同步辐射和韧致辐射的竞争。同步辐射被观察到最大的几个$10 \, \rm nm$，接近相对论透明度阈值的目标厚度，并取代韧致辐射在几个$μ$ m厚的目标。在它们的最佳效率下，发现这两种机制都将大约1%的激光能量辐射成能量高于$10\,\rm keV$的光子。根据超快靶动力学理论，对它们的能量谱和角谱进行了详细的分析。
2020-06-30 physics.plasm-ph
Measuring fast electron spectra and laser absorption in relativistic laser-solid interactions using differential bremsstrahlung photon detectors
本文介绍了一种适用于测量相对论强激光与固体相互作用产生的韧致辐射谱的光子探测器。详细介绍了用于反推快电子能谱和快电子吸收激光能量的蒙特卡罗方法。利用倍频激光进行的相对论强激光-固体实验验证了探测器的有效工作。使用3-空间维蒙特卡罗代码MCNPX（Pelowitz 2008）解释实验数据，发现快电子温度为125 keV。
2013-05-01 physics.plasm-ph
Bremsstrahlung Radiation Power in Fusion Plasmas Revisited: Towards Accurate Analytical Fitting
本文针对聚变等离子体轫致辐射现有拟合公式在低温下误差大、高温下失效的问题，提出覆盖低能到极端相对论范围、误差小于1%的 e-i 与 e-e 解析拟合。
2024-10-25 physics.plasm-ph
Inverse Bremsstrahlung current drive
产生的等离子体电流产生的韧致辐射吸收被认为是。它表明，电流是高于天真的估计，假设电子只吸收光子动量和使用斯皮策电导率将建议。电流增强部分是因为电子在吸收期间从离子的库仑场获得反冲动量，部分是因为电磁功率在电子速度分布空间内被不对称地吸收。
2017-09-21 physics.plasm-ph
Mean Force Emission Theory for Classical Bremsstrahlung in Electron-Ion Plasmas
University of Michigan（密歇根大学）
本研究将平均力发射理论拓展至电子-离子等离子体，引入Kelbg势模拟短程量子效应并考虑电子-离子吸引作用，验证了理论对Gaunt因子量子修正的捕捉能力，明确了其适用局限，且结论可推广至相关输运系数。
2025-06-06 physics.plasm-ph
Classical molecular dynamic simulation to assess the non-Maxwellian behavior of inverse bremsstrahlung heating in weakly coupled plasmas
本研究采用LAMMPS开展经典分子动力学模拟，首次观测到弱耦合等离子体朗道效应下电子速度分布的瞬时形变及各向异性，发现其结果与传统福克-普朗克模拟存在差异，为激光等离子体多体相互作用研究提供新依据。
2024-10-07 physics.plasm-ph
Investigation of Inverse Bremsstrahlung Heating Driven by Broadband Lasers
本文通过模拟研究了广谱激光对Au等离子体中逆 bremsstrahlung加热的影响，发现尽管存在短暂的加热率振荡，但长期加热和净吸收基本不变。
2025-11-25 physics.plasm-ph
Runaway electron velocity-space observation regions of bremsstrahlung hard X-ray spectroscopy
重建磁约束聚变等离子体中逃逸电子（RE）的分布函数，研究了等离子体破裂过程中逃逸电子束的动力学行为。鉴于使一个二维的，能量间距重建的RE速度空间，在这项工作中，我们提出了一个计算的权重函数的韧致辐射发射的REs。权重函数允许桥接的韧致辐射频谱与RE速度空间，因为它们告诉区域的速度空间，有助于一个特定的光谱测量。结果被应用于调查的RE速度空间灵敏度的硬X射线诊断安装在欧洲联合环。
2022-04-29 physics.plasm-ph
Bremsstrahlung from dense plasmas and the Landau-Pomeranchuk-Migdal effect
由于发射电子的多次散射而导致的韧致辐射截面的抑制是致密介质中的重要效应（朗道-波默兰丘克-米格达尔效应）。在这里，我们研究了从一个密集的，完全电离和非相对论性的氢等离子体的发射。使用介电的方法，我们涉及的光学性质，如发射和吸收平衡力-力关联函数，这使得一个系统的微扰处理的帮助下，热力学格林函数。通过考虑自能和顶点修正，介质的修改，如多重散射的发射电子被考虑在内。结果提出的吸收系数作为在各种密度的频率的函数。结果表明，在低频高密度区，介质效应对逆韧致辐射的修正更为显著。
2005-03-16 nucl-th physics.plasm-ph
Bremsstrahlung constraints on proton-Boron 11 inertial fusion
针对质子-硼11惯性聚变中轫致辐射导致净功率难以实现的问题，通过含轫致辐射过程的燃烧模拟，推导得出实现科学盈亏平衡所需的驻止面密度与压力条件。
2025-11-14 physics.plasm-ph
Development of a thin-target hard X-ray bremsstrahlung detection system to study confined runaway electrons in Aditya-U Tokamak
Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立学院）；EPFL（洛桑联邦理工学院）；Indian Space Research Organisation（印度空间研究组织）；Saha Institute for Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）
开发了带铅准直器的CdTe探测器硬X射线监测系统，测量芯部等离子体区域的薄靶轫致辐射，通过正向建模验证，用于研究锯齿活动期间快电子动力学。
2026-07-03 physics.plasm-ph
Classical molecular dynamic simulations and modelling of inverse-bremsstrahlung heating in low Z weakly-coupled plasmas
经典的分子动力学模拟（CMDS）研究了物质吸收辐射的主要机制之一，即受激逆韧致辐射。使用LAMMPS代码，用200万个粒子对大范围的电子密度、电子温度、电离$Z=1$的两组分等离子体（电子和离子）进行CMDS。一个参数化的模型（6个可调常数），其中包括在过去提出的最理论模型，以量化加热速率的刺激逆韧致辐射，作为一个参考比较我们的模拟。CMDS的结果足够精确，可以排除这些过去模型中的元素，例如库仑库仑定律仅取决于激光脉动$ω$，而不取决于强度。对参数化模型的6个常数进行了调整，得到的模型与我们的CMDS结果和文献中的CMDS结果相匹配。
2022-03-14 physics.atom-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Transparency and stability of low density stellar plasma related to Boltzmann statistics , inverse stimulated Bremsstrahlung and dark matter
计算了低电子密度恒星等离子体的受激逆韧致辐射率，给出了等离子体透明的条件。利用玻尔兹曼统计方法，分析了球对称恒星中理想电子气的引力吸引力和斥力压力平衡时低密度恒星等离子体的稳定性。基本的和令人惊讶的结果是，半径和恒星的总质量是成反比的平方根的电子密度在恒星中心。电子密度和质量密度都很低的恒星的总引力非常大（！）因为恒星的体积非常大在整个电磁波谱上，极低密度恒星等离子体的辐射吸收和发射都消失了。数值计算结果支持了本文的结论。对于具有不同结构的低密度恒星等离子体，预测了类似的效应，并且这种等离子体的性质可能与暗物质的性质表现出某些相似之处。
2019-02-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Diagnostics of hot electrons leaving the ECR plasma sustained by the high-power gyrotron
电子回旋共振（ECR）放电等离子体中电子的能量分布具有复杂的形状，作为各种参数的函数，仍然未知。同时，它也是等离子体的一个重要特性。一些方法和途径给出了估计或测量从等离子体中损失的电子的分布的性质的可能性。其中之一，类似于离子质谱，在这项工作中，获得这样的分布在非经典的连续ECR离子源与高（高达$ 50-100$ W/cm $ ^ 3 $）的能量输入的第一次随着韧致辐射谱。对于某些参数，发现了一个阈值状的制度，其中包括高能电子的爆发，韧致辐射，据推测，动力学不稳定性的发展。
2021-12-31 physics.plasm-ph
Nonlinear absorption of ultrapower laser radiation by relativistic underdense plasma
本文在低频近似下研究了欠密等离子体中电子受激韧致辐射对相对论强度激光辐射的非线性吸收。研究了相对论麦克斯韦等离子体在激光场渐近大值和电子温度较高时的非线性逆韧致辐射吸收系数。
2013-05-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Parameter Scan of Multi-Fluid Equilibria in Rotating p-11B Plasmas: Effects on Fusion Power and Bremsstrahlung Losses
Key Laboratory of Materials Modification by Laser, Ion, and Electron Beams of the Ministry of Education, School of Physics, Dalian University of Technology（大连理工大学物理学院激光、离子和电子束材料改性教育部重点实验室）；ENN Science and Technology Development Co., Ltd.（新奥科技发展有限公司）；Beijing VeloAlpha Technology Co., Ltd.（北京唯罗阿尔法科技有限公司）
研究旋转p-11B等离子体中多流体平衡，提出VEQ-MF框架。通过耦合多种方程扩展公式，以其为工具扫描质子和硼旋转频率，经后处理获聚变与轫致辐射功率，识别多流体效应，展现快速求解优势，为相关研究提供支持。
2026-07-17 physics.plasm-ph
Gravitational bremsstrahlung in plasmas and clusters
研究由 $1/r$ 势介导的碰撞引起的引力轫致辐射，结合经典与一阶 Born 近似构建总发射能量的引力 Gaunt 因子，并指出该效应是太阳系极高频引力噪声的主导来源，太阳总引力波功率为 $76\pm 20\\,$MW。
2023-12-19 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Super Guassian Distribution of Laser Produced Plasmas
逆韧致辐射，这推动了对超高斯分布之间的竞争，并通过自碰撞热化被认为是。在总结中，提供了基本公式，并绘制了Fokker-Planck模拟的一些数值结果。
2012-11-26 physics.plasm-ph
Energy Balance Within Thermonuclear Reactors
热核反应堆为人类的未来带来了巨大的希望。在托卡马克和仿星器反应堆中，等离子体被扭曲的磁场限制。产生聚变能的反应堆自1978年普林斯顿大环托卡马克以来就已经存在，然而在迄今为止建造的所有反应堆中，等离子体的能量损失远远超过聚变能的产生。为了使热核电站运行，产生的聚变能量必须大大超过等离子体的能量损失。等离子体通过四个过程释放能量--中子辐射、韧致辐射、同步辐射和向壁的热传导。在氘氚反应堆中，聚变产生的能量有80%损失在中子辐射中，约4%~ 6%损失在韧致辐射和同步辐射中。对于氘- $^3$ He反应堆，聚变产生的能量有5%损失在中子辐射中，约50%~ 75%损失在韧致辐射和同步辐射中。提高反应堆工作温度可减少韧致辐射损失，增加同步辐射损失。传导的功率损失独立于或弱依赖于聚变功率产生。到目前为止，没有一个单一的理论或实验模型可以准确地预测传导功率损耗。对于小型托卡马克和仿星器，传导功率损失远远超过聚变产生的功率。对于尚未建造的大型和强大的热核反应堆，传导功率损失应远低于聚变产生的功率。
2021-12-21 physics.plasm-ph
Influence of atomic kinetics on inverse Bremsstrahlung heating and non-local thermal transport
本文描述了一个计算模型，自洽地结合在一个单一的框架中的动力学电子和原子过程的物理。该公式由自由电子的动力学Vlasov-Boltzmann-Fokker-Planck方程和原子态布居的非麦克斯韦碰撞辐射模型组成。我们利用这个模型来研究原子动力学对逆韧致辐射加热和非局域热输运的影响。我们表明，原子动力学影响非线性IB吸收率，通过进一步修改电子分布，除了激光加热。我们还表明，非本地热流的准确建模需要一个自洽的处理原子动力学，因为有效的热导率强烈依赖于等离子体的电离平衡。
2019-07-08 physics.plasm-ph
Nonlinear absorption of high-intensity shortwave radiation in plasma within relativistic quantum theory
从等离子体中密度矩阵在电子与离子受激韧致辐射作用下的量子动力学方程出发，在相对论量子理论的基础上，得到了等离子体中强短波辐射的非线性吸收率。经典麦克斯韦和简并量子等离子体被认为是高强度的X射线激光。阐述了强激光辐射的非线性吸收率与偏振态的不同依赖关系。
2015-07-13 physics.plasm-ph
Absolute keV X-ray yield and conversion efficiency in over dense Si petawatt laser plasma
激光产生的等离子体是明亮的短X射线源，通常用于时间分辨成像和光谱学。绝对测量需要精确了解激光-X射线转换效率、光谱、光子产额和角分布。在这里，我们报告软X射线发射的薄Si箔由亚PW皮秒激光脉冲照射。这些绝对测量涵盖了从4.75到7.5埃（1.7-2.6 keV）的连续和宽光谱范围。X射线光谱由来自高电荷离子的谱线跃迁和具有来自复合的贡献的宽带发射以及当电子在等离子体电磁场中减速时发生的自由-自由过程组成。这些定量测量相比，粒子在细胞中的模拟，使我们能够区分韧致辐射和同步加速器的贡献的自由-自由发射。我们发现，实验和模拟估计的激光到韧致辐射转换效率是在一个很好的协议。这种一致性说明了实验的准确性和测量的物理解释。
2021-12-20 physics.plasm-ph
SRS-SBS competition and nonlinear laser energy absorption in a high temperature plasma
激光在等离子体电晕中的受激喇曼散射和布里渊散射是惯性约束聚变研究中的突出问题。受激拉曼散射可在等离子体四分之一临界密度附近产生激光能量的显著部分的吸收，所述等离子体四分之一临界密度与等离子体空化和热电子的产生相关。相比之下，受激布里渊散射在低密度等离子体中工作，并阻止激光进入吸收区。在本文中，我们报告的结果分析这两个参数的不稳定性的竞争与一系列的一维动力学模拟的激光等离子体相互作用。通过改变等离子体参数如离子声波阻尼、等离子体膨胀速度的发散或激光带宽来控制布里渊散射，我们证明了在热的弱碰撞等离子体中控制非线性激光吸收和散射水平的可能性。
2021-04-30 physics.plasm-ph
Mode-Selective Laser Propagation and Absorption in Strongly Magnetized Inhomogeneous Plasma
Department of Physics, College of Science, Shantou University（汕头大学理学院物理系）；College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学工程物理学院）
研究强磁场不均匀等离子体中偏振激光的传播与吸收特性，揭示了R波和L波在不同磁场条件下的吸收行为及能量沉积机制。
2026-03-10 physics.plasm-ph
Nonlinear collisional absorption of laser light in dense, strongly coupled plasmas
本文提出了一种新的理论方法来研究稠密等离子体中激光能量的碰撞吸收，它可以适应任意频率和高强度的激光场。建立了逆韧致辐射对激光的吸收与阻止本领之间的联系。这种关系，然后适用于包括强相关性超出了平均场的方法。结果表明，与分子动力学模拟非常高的耦合强度的协议。
2009-01-30 physics.plasm-ph
High-Energy Radiation and Pair Production by Coulomb Processes in Particle-In-Cell Simulations
我们提出了一个Monte Carlo实现的韧致辐射，贝特-海特勒和库仑三叉戟过程的粒子在细胞（PIC）模拟框架。为了解决光子和电子-正电子对的产生在广泛的物理条件下，我们推导出轫致辐射和Bethe-Heitler截面考虑屏蔽效应在任意电离等离子体。我们的计算是基于一个简单的模型，原子库仑势，描述屏蔽由于束缚电子，自由电子和离子。然后，我们描述了一个适合加权PIC等离子体模拟的成对粒子相互作用算法，我们进行了几个验证测试。最后，我们对高能电子输运过程中光子和电子对的产生进行了参数化研究。与J. Myatt等人[Phys.Rev.E76，066409（2009）]的零维模型相比，我们的集成一维模拟精确指出了等离子体膨胀导致的电子能量损失的重要性。
2019-07-05 physics.plasm-ph
Absorption tomography of laser induced plasmas with a large aperture
激光诱导击穿光谱（LIBS）中采用的激光诱导等离子体的发射层析成像需要长的信号积分时间，在此期间等离子体不能被认为是静止的。为了减少积分时间，建议用孔径测量平行射线中的等离子体吸收，该孔径收集来自每个孔径位置处的大部分等离子体羽流的光。所需的空间分辨率是通过一个特殊的数值数据处理。所提出的方法的另一个优点是，可以使用廉价的线性CCD或非离散（PMT，光电二极管）检测器，而不是昂贵的2维检测器。
2010-08-03 physics.plasm-ph
A robust method for calculating plasma waves absorption in magnetized plasmas and its implementation in the BORAY ray-tracing code
针对传统热等离子体色散计算的收敛与效率问题，提出基于Ronnmark表达式的磁化等离子体波吸收鲁棒计算方法，集成至BORAY射线追踪代码并完成多频段验证，为波加热模拟提供更可靠工具。
2025-11-17 physics.plasm-ph
Localized absorption of laser energy in X-mode configuration of magnetized plasma
在一些天体物理和实验室等离子体中，已经观察到离子通过低杂波加热。我们已经进行了粒子在细胞模拟，以证明通过操纵等离子体密度分布在目标中的选定的局部点的入射激光脉冲的吸收。我们发现，当入射激光的频率低于下混合共振频率时，一部分入射激光在等离子体靶内传播。此后，当它经历负密度梯度时，它接近其群速度接近零的共振点。这是电磁能显著地转化为静电能并最终转化为离子的动能的地方。因此，通过调整等离子体密度分布，可以在等离子体内部的指定位置处吸收入射电磁波能量。这在期望局部区域处的等离子体的能量沉积/加热的各种应用中可能具有重要性。
2022-06-11 physics.plasm-ph
Comments on "Volume ignition of mixed fuel" by H. Ruhl and G. Korn (Marvel Fusion, Munich)
本文针对Ruhl和Korn提出的混合燃料体点火结论，指出其聚变能量沉积假设不当，高硼燃料的轫致辐射损失会阻碍点火，且其辐射约束方案中被忽略的辐射能量将远超等离子体热能、主导点火需求。
2023-05-02 physics.plasm-ph
Link between K-absorption edges and thermodynamic properties of warm-dense plasmas established by improved first-principles method
通过精确的计算，将X射线K吸收边的变化转化为热力学性质的变化，可以利用X射线吸收技术定量表征温暖稠密等离子体的内部热力学性质，为惯性约束聚变等天体物理应用提供必要的信息。我们表明，这种解释可以通过改进的第一性原理方法来实现。我们的计算表明，K边的移动表现出选择性的热参数的敏感性，因此将是一个合适的温度指数温暖稠密等离子体。我们还表明，与其他实验工具相结合时，一个简单的模型，K-边缘的移动可以用来检测温暖的致密等离子体内部的不均匀性。
2015-02-21 physics.plasm-ph
Preventing ash from poisoning proton-boron 11 fusion plasmas
针对pB11聚变中α粒子导致压力和轫致辐射损失的问题，本文提出将等离子体分为聚变区与α存储区的分离策略，从而在不快速提取α粒子的情况下实现净发电。
2025-02-18 physics.plasm-ph
Spatiotemporal evolution of emission and absorption signatures in a laser-produced plasma
本文报道了纳秒激光等离子体中铝原子的发射和吸收特性的时空演化。等离子体由Inconel靶产生，其含有$\sim $ 0.4重量% Al，使用来自Nd：YAG激光器的1064 nm、~ 6 ns半高全宽脉冲，Ar覆盖气体压力为~ 34 Torr。Al I（394.4 nm）跃迁的时间分布从采用飞行时间（TOF）发射和激光吸收光谱的等离子体内的各个空间点收集，并且它们提供所选跃迁的激发态和基态群体的动力学。发射和吸收特征在其时间分布中显示出多个峰，尽管它们在等离子体开始后出现在不同的空间位置和时间。的吸收时间分布显示出早期的时间签名表示冲击波传播到周围的气体。我们还使用了发射和吸收光谱的特点，用于测量等离子体的各种物理性质。吸收光谱曲线用于测量线宽、柱密度和动力学温度，而发射光谱用于测量激发温度。在等离子体中的各个空间点的激发和动力学温度之间的比较。我们的研究结果强调，飞行时间测量提供了一个资源丰富的工具，显示时空LPP动态具有更高的空间和时间分辨率比光谱测量是可能的，但很难解释没有额外的信息激发温度和线宽。因此，吸收和发射TOF和光谱测量的组合提供了比单独使用任何一种技术可能的更完整的LPP时空动态的图片。
2022-01-25 physics.plasm-ph
The effect of non-linear quantum electrodynamics on relativistic transparency and laser absorption in ultra-relativistic plasmas
借助大规模三维QED-PIC模拟，我们描述了一个现实的实验配置来测量集体效应，耦合强场量子电动力学等离子体动力学。当两束反向传播的激光以超过$10^{22}$ Wcm $^{-2}$的强度与箔相互作用时，会出现二元结果;当包括量子效应时，传统上将有效传输激光脉冲的箔变得不透明。这是等离子体行为的一个显著变化，直接作为辐射反应和对产生耦合到等离子体动力学的结果。
2014-03-20 physics.plasm-ph
Laser Absorption Measurements of Electron Density in Nanosecond-ScaleAtmospheric Pressure Pulsed Plasmas
我们报告的时间分辨测量电子数密度的连续波激光吸收在低能量纳秒级激光产生的火花在大气压空气。激光吸收是自由-自由和束缚-自由电子激发的结果，吸收系数使用电子温度和探测激光吸收路径长度的时间变化的估计来建模和评估。等离子体电子数密度被确定为高达$n_\text{e}=7\times10^{19}$ cm $^{-3}$，并且在使用20 mJ、10 ns脉冲宽度倍频Nd：YAG激光器形成等离子体之后的约50 ns的时间段内衰减到其峰值的$1/e$。在稍后的时间所测量的等离子体密度被证明是在合理的协议与斯塔克展宽测量的3s[ $^5S{^o}$ ]-3p[ $^5P$ ]在777 nm处的原子氧的电子跃迁。这项研究提供了支持使用这样的连续波激光吸收的时间分辨的电子密度测量在低能量火花放电在空气中，提供了一个估计的电子温度和激光路径长度可以由伴随的诊断。
2021-02-26 physics.plasm-ph
Collisionless Absorption of Intense Laser Beams by Anharmonic Resonance
啁啾脉冲放大技术发明20年后，高密度物质对强激光辐射无碰撞吸收的物理机制仍然没有得到充分的理解。我们表明，在自生等离子体电位的单等离子体层（冷等离子体模型）或个别电子（暖等离子体），分别非谐共振，构成了领先的物理机制的碰撞无吸收在过密等离子体。类似于碰撞，共振提供了自由电子电流相对于驱动激光场的有限相移，这对于从激光束到任何介质的能量转移是必需的。文中还提出了一种新的有效的波浪破碎方案。
2008-05-13 physics.plasm-ph
Impact of super-Gaussian electron distributions on plasma K-shell emission
本文研究超高斯电子分布对等离子体电离平衡和K壳层发射的影响，发现K壳层光谱可显著改变，并证明可利用K壳层光谱学推断非平衡电子分布。
2025-07-03 physics.plasm-ph
Microscopic theory of electron absorption by plasma-facing surfaces
我们描述了一种计算等离子体壁在低能量下吸收电子的概率的方法。该方法基于不变嵌入原理，将电子吸收概率表示为通过壁的长程表面势的概率乘以尽管内部背散射仍留在壁内的概率。为了说明这种方法，我们将其应用于\SiOTwo \曲面。除了发射的光学声子内的壁，我们考虑到弹性散射在不完善的等离子体壁界面，并获得吸收概率显着小于单位根据现有的电子束散射数据，但不同意广泛使用的完美的吸收体模型。
2016-07-11 physics.plasm-ph
Particle-in-cell simulations of laser-plasma interactions at solid densities and relativistic intensities: the role of atomic processes
强激光与固体相互作用的直接研究仍然是一个巨大的挑战，因为许多耦合的物理机制，如直接激光加热，电离动力学，带电粒子之间的碰撞，静电或电磁不稳定性，仅举几例。在这里，我们提出了一个完整的粒子模拟（PIC）框架，这使我们能够计算激光固体相互作用的“第一性原理”的方式，几乎涵盖了“所有”的耦合物理机制。除了上述机制，数值自加热的PIC模拟，这通常出现在固体密度等离子体，也很好地控制所提出的“分层密度”方法。这种方法可以很容易地实现到国家的最先进的PIC码。特别是，在相对论强激光-固体相互作用中，在大尺度预形成等离子体的存在下，电子加热/加速的重新研究的PIC代码。结果表明，碰撞阻尼（即使它是非常弱的）可以显着影响电子加热/加速在前面的目标。此外，当固体被剧烈加热和电离时，韧致辐射将增强$2\sim3$倍。对于所考虑的情况下，其中激光强度为$10^{20}\ \text{W}/\text{cm}^2$和预等离子体在固体靶的前面的尺度长度为$10\ μ\text{m}$，碰撞阻尼耦合电离动力学和韧致辐射被示出降低“截止”电子能量由$25\%$。此外，欧姆加热产生的电阻性电磁场也起着不可忽略的作用，必须考虑到真实的激光-固体相互作用。
2017-03-15 physics.plasm-ph
Generation of Suprathermal Electrons by Collective Processes in Collisional Plasma
在空间等离子体中观察到的带电粒子速度分布函数中普遍存在高能尾部，这表明存在一个潜在的过程，该过程负责将一部分带电粒子群从热平衡中取出，并将其重新分配到超热速度和能量范围。本信的重点是一个新的和基本的物理解释的起源超热电子分布函数在一个高度碰撞等离子体。这一过程涉及到一个新发现的静电韧致辐射，是有效的在等离子体中的二元碰撞存在。稳态电子速度分布函数由这样一个过程决定对应于麦克斯韦核心加上准逆幂律尾部，这是一个功能，通常在许多空间等离子体环境中观察到的。为了证明这一点，系统的自洽粒子和波动力学方程的数值求解与初始麦克斯韦电子速度分布和朗缪尔波谱强度，这是一个状态，不反映静电韧致辐射过程的存在，因此没有在力平衡。静电韧致辐射项随后驱动系统到一个新的力平衡的稳态。经过长时间的积分，它表明初始朗缪尔波动谱被修改，这反过来又扭曲的初始麦克斯韦电子分布到一个速度分布，类似于所述的核心超热速度分布。因此，这种机制可以在以高碰撞性为特征的日冕源区起作用。
2017-11-16 physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron power absorption in low pressure capacitively coupled electronegative oxygen radio frequency plasmas
对从电场到电子的能量传递机制的透彻理解对于优化和控制不同的等离子体源和工艺是至关重要的。这种机制，称为电子功率吸收，涉及复杂的电子动力学在电负性电容耦合等离子体（CCP）在低压下，仍然没有完全理解。因此，我们提出了一个时空分辨分析的电子功率吸收在低压氧CCP的基础上的动量平衡方程从玻尔兹曼方程。数据来自1d 3v Particle-In-Cell / Monte Carlo碰撞模拟。与传统的理论模型，预测“随机/无碰撞加热”是重要的，在低压下，我们观察到的欧姆功率吸收的优势。此外，由于强电负性以及放电中正电边缘区域的存在，低压下双极功率吸收会衰减，这导致射频周期内电子温度的高度时间对称性。
2019-11-06 physics.plasm-ph
Chaos aided regime of Laser/Electromagnetic Energy Absorption by plasma
该研究针对无碰撞、无共振条件下等离子体激光能量吸收的不可逆性起源问题，通过OSIRIS 4.0平台的PIC仿真发现电子轨迹存在混沌特征，并与高吸收但低混沌的电子回旋共振场景形成对比，揭示了混沌对能量吸收的辅助作用。
2025-03-19 physics.plasm-ph
Shielding of absorbing objects in collisionless flowing plasma
本文利用线性化的等离子体离子动力学方程，考虑了带电吸收体（尘埃颗粒）对离子的吸附，研究了尘埃颗粒在流动的无碰撞等离子体中的静电屏蔽。研究了吸收对颗粒势吸引部分的影响。对于亚热离子流，在垂直于离子流的方向上的颗粒势的吸引部分可以显着减少或完全破坏，这取决于吸收率。然而，对于超热离子流，吸收对垂直于离子流方向上的颗粒吸引力的影响呈指数弱。因此，有人认为，在超热离子流的限制下，吸收对晶粒屏蔽电位的影响可以安全地忽略典型的晶粒尺寸相关的复杂等离子体。
2010-07-06 physics.plasm-ph
Broadband wide-angle absorption enhancement due to mode conversion in cold unmagnetized plasmas with periodic density variations
本文从理论上研究了在具有周期性空间密度变化的冷、非磁化和分层等离子体中，p偏振电磁波到纵向等离子体振荡的模式转换和相应的共振吸收。我们考虑正弦密度配置，其中模式转换发生的频带很好地包括在一维等离子体光子晶体的传输带内。我们计算模式转换系数，它衡量的电磁波能量吸收到等离子体的分数，和磁场强度的空间分布的波的频率和入射角的不同值，使用模式转换的不变嵌入理论。我们发现，由于模式转换和光子能带结构之间的相互作用，吸收在很宽的频率和入射角范围内大大增强。增强的发生是因为对于传输频带内的频率，波反射被强烈抑制，并且波更深地穿透到非均匀区域中，从而增加了它们到达介电常数消失的许多谐振点的可能性。
2016-02-19 physics.plasm-ph
On collisional free-free photon absorption in warm dense matter
本文从Sommerfeld的非相对论韧致辐射截面出发，利用细致平衡关系，导出了热致密物质中自由电子-自由离子碰撞引起的光子吸收率。在均匀简并电子气和均匀离子背景的近似下，将热致密物质视为类金属态。总吸收率在电子费米分布上取平均。一个封闭的表达式获得的吸收率，取决于温度，密度和光子能量，与离子电荷Z的比例。它是数值计算的全参数空间，这需要不同的表示所涉及的超几何函数。结果对大于介质等离子体频率的光子频率有效。他们比较近似公式在各个渐近区域。
2019-07-23 physics.plasm-ph
Compact Spectral Characterization of 5-500 MeV X-rays from the Texas Petawatt Laser-Driven Plasma Accelerator
我们重建从500 MeV - 2 GeV的激光等离子体电子加速器产生的二次X射线的光谱。由吸收材料和成像板的交替层制成的紧凑型（7.5 $\times$ 7.5 $\times$ 15 cm）模块化X射线热量计记录单次激发X射线深度能量分布。X射线的范围从几MeV的逆康普顿散射X射线到$\sim$ 100 MeV的平均韧致辐射能量，并且通过相同的量热计检测器单独表征。Geant 4模拟能量沉积从单能X射线在堆栈中生成一个能量与深度响应矩阵给定的堆栈配置。基于逆康普顿散射和韧致辐射光子能量分布的分析模型的快速迭代重建算法在$\sim10$秒内展开X射线光谱。
2021-06-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ray-tracing laser-deposition model for plasma particle-in-cell simulation
本研究开发了可在线耦合动力学粒子胞内等离子体模拟的激光-等离子体相互作用光线追踪模型，基于逆轫致吸收并纳入斜入射、临界面反射效应，以随机动量冲击实现电子能量沉积，经解析解与二维代码验证有效。
2024-12-11 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Energy absorption of quasineutral plasmas through electronic edge-modes
在实验室中产生的超冷准中性等离子体通常是不均匀的，并且电荷不平衡非常小。正如将被证明，通过流体动力学理论以及微观模拟，后者导致有效的能量吸收在等离子体边界。这一建议的“边缘模式”所示，以提供一个统一的解释所观察到的吸收光谱测量在不同的实验。了解电子等离子体组件对弱外部驱动的响应是至关重要的，因为它允许实验获得超冷等离子体的密度和温度。
2010-11-26 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Total absorption of an electromagnetic wave by an overdense plasma
我们从理论和实验上证明了当在等离子体表面前放置一个亚波长衍射光栅时，电磁波可以被过密等离子体完全吸收。吸收是由于表面等离子体波（等离子体激元-极化激元）的耗散，所述表面等离子体波已经被衍射的电磁波的渐逝分量共振激发。开发的理论模型允许一个确定的条件下，总吸收。
2005-09-04 physics.optics physics.plasm-ph
Absorption Imaging and Spectroscopy of Ultracold Neutral Plasmas
吸收成像和光谱学可以在超冷中性等离子体产生后的最初几微秒内探测其动力学。然而，数据的定量分析由于不均匀的密度分布、等离子体的膨胀以及离子可能缺乏全局热平衡而变得复杂。在本文中，我们描述了解决这些问题的方法。使用简单的假设的基本温度分布和离子运动，多普勒展宽的吸收光谱从等离子体图像可以相关的等离子体中的平均温度。
2004-07-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Time-resolved refractive index and absorption mapping of light-plasma filaments in water
利用定量阴影法，对100 fs激光脉冲在水中产生的光等离子体细丝引起的折射率变化和瞬态吸收进行了时空表征。在非线性焦点附近的等离子体通道的形成和演变进行了观察与23 fs的时间分辨率。
2007-07-30 physics.optics physics.plasm-ph
