Single-Shot Intensity-Correlation Diffractive X-ray Imaging of ICF Plasmas
Princeton University（普林斯顿大学）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
提出单次强度关联衍射成像（IDI）方法，利用Hanbury Brown-Twiss效应和双谱闭合相位约束，通过混沌远场散斑的空间相关性傅里叶变换重建等离子体形态，实现亚微米湍流测量。
2026-06-26 physics.plasm-ph
Anti-Stokes scattering and Stokes scattering of stimulated Brillouin scattering cascade in high-intensity laser-plasmas interaction
采用Vlasov-Maxwell方法模拟了受激布里渊散射级联中的反斯托克斯散射和斯托克斯散射。在高强度激光与等离子体相互作用中，在第二阶段SBS再散射之后，将发生受激反斯托克斯布里渊散射（SABS）。提出了SABS的机理来解释这一现象。并且SABS将与SBS再散射竞争以确定SBS的总反射率。因此，包括SABS在内的SBS再散射是SBS的一种重要饱和机制，在强激光与等离子体相互作用中应予以考虑。
2017-01-17 physics.plasm-ph
Relativistic plasma aperture for laser intensity enhancement
在等离子体光闸后的近场中观察到局部激光强度的显著增加，这种增加是由相对论等离子体孔径处衍射光的干涉引起的，并对其进行了解析和数值模拟研究。这种效应只有在相对论诱导透明的情况下才能达到，因此需要仔细选择激光和目标参数。最大场强及其空间位置作为目标和激光参数的函数的理论估计，并与模拟结果进行比较。我们的全三维粒子模拟表明，激光强度可能会增加大约一个数量级，提高强场QED研究的可行性与目前这一代的激光。
2021-05-24 physics.plasm-ph
Generation of cold magnetized relativistic plasmas at the rear of thin foils irradiated by ultra-high-intensity laser pulses
提出了一种在实验室中产生磁化相对论等离子体的方案。它是基于超高强度亚皮秒激光脉冲与几微米厚的箔或膜的相互作用。通过Particle-In-Cell模拟表明，高能电子由激光产生，并在靶的后部疏散触发的目标的膨胀，并建立了一个强大的方位磁场。结果表明，在膨胀的等离子体鞘层中，磁压力与电子静质量能量密度之比大于1，而等离子体压力小于磁压力，电子回旋半径小于等离子体尺寸。该方案可用于相对论性磁重联等极端天体物理现象的实验室研究。
2021-11-24 physics.plasm-ph
Optimum laser intensity for the production of energetic deuterium ions from laser-cluster interaction
利用拍瓦级脉冲测量了高强度激光与分子团簇相互作用中离子的平均能量和中子产额随激光强度的变化。由于高激光功率，聚变发生的相互作用体积（1-10 mm^3）大于先前的研究。预脉冲的可能影响进行了检查，通过实施一对等离子体镜。我们的研究结果表明，一个最佳的激光强度的生产充满活力的氘离子和不使用等离子体镜。我们测量了平均离子能量为14 keV的氘等离子体，在有和没有等离子体镜的情况下，它们分别在Single Shot中产生7.2 × 10^6和1.6 × 10^7个中子。所测得的中子产率定性匹配的预期产量计算使用圆柱形等离子体模型。
2013-10-03 physics.plasm-ph
Efficient ion acceleration and dense electron-positron plasma creation in ultra-high intensity laser-solid interactions
下一代超高强度（$>10^{23}$ W/cm $^{2}$）激光器的辐射压力可以有效地将离子加速到GeV能量。然而，非线性量子电动力学效应在这些激光脉冲与物质的相互作用中起着重要的作用。在这里，我们表明，这些影响可能会导致产生一个非常密集的（$\sim10^{24}$ cm $^{-3}$）对等离子体吸收激光脉冲，从而减少加速离子的能量和能量转换效率分别高达30- 50%和50- 65%。因此，我们确定的制度，激光物质相互作用的离子被有效地加速或致密的对等离子体作为指导，为未来的实验。
2018-03-27 physics.plasm-ph
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
Guided propagation of extremely intense lasers in plasma via ion motion
即将到来的$10-100$拍瓦激光设施可能会提供具有前所未有的$10^{22}-10^{25}\rm~W cm^{-2}$强度的激光脉冲，这可以触发等离子体中的各种非线性量子电动力学过程。为了在如此高的强度水平上有效地实现激光等离子体相互作用，引导激光传播是至关重要的。然而，这变得不可能通过通常的等离子体电子响应激光场由于电子空穴的激光有质动力。在这里，我们发现，离子对激光场的响应可以有效地引导激光在如此高的强度水平下的传播。给出了所需离子密度分布和激光功率的相应条件，并通过三维粒子模拟进行了验证。我们的理论将作为指导未来的实验设计，涉及高强度激光。
2019-10-02 physics.plasm-ph
Pump depletion and hot electron generation in long density scale length plasma with shock ignition high intensity laser
在激光强度为$10^{16} W/cm^2$，等离子体密度范围为0.01-0.28 $n_c$，尺度长度为$230 -330 μm$的情况下，对激光等离子体相互作用的二维粒子模拟表明，在低密度区（$n_e=0.01-0.2 n_c$），由于受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS），激光能量的泵浦损耗很大。模拟确定了在低密度区域中由SRS产生的具有中等能量的热电子和在$n_e=0.25n_c$附近由两个等离子体衰变（TPD）产生的具有较高能量的热电子。总的热电子温度（46 keV）和转换效率（3%）与实验测量一致。模拟还表明，人为地减少SBS将导致更强的SRS和更软的热电子谱。
2019-11-26 physics.plasm-ph
Jet Observable for Photons from High-Intensity Laser-Plasma Interactions
发现高强度激光-等离子体相互作用中的量子辐射动力学和设计新的激光驱动高能粒子源的目标都需要准确和可靠的预测。实验依赖于细胞中的粒子模拟来预测和解释结果，但是在模拟相互作用时的未知数限制了模拟的定性预测，太不确定而无法测试量子理论。为了建立定量预测的基础，我们引入了一个“喷气”观测参数化的发射光子分布和量化的高能量光子发射的高度定向通量。在各种物理条件下的可观察到的射流被识别，并且当激光脉冲形成通过目标的波长尺度通道时，射流被示出为最突出。最高能量的光子通常沿射流的方向发射。观测值与量子理论的光子发射特性是一致的。这项工作为实验和探测器的设计提供了定量指导，为利用光子发射解释高强度激光等离子体实验中的动力学和验证强场中的量子辐射理论提供了基础。
2018-08-21 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
Anomalies in Universal Intensity Scaling in Ultrarelativistic Laser-Plasma Interactions
以电子动力学为超相对论性的强度入射到目标上的激光会产生延伸到高阶的谐波功率谱，其特征是谐波数m的相对缓慢的衰减，遵循幂律依赖性m^{-p}。相对论相似性理论预言了p = 8/3直到某个截止值m = m* 的普适值。在这项工作中提出的结果表明，在条件下，等离子体效应有助于发射光谱，这种贡献的程度可能会使普遍衰变的概念无效。我们报告了一个在超相对论范围内的谐波数衰变，其特征在于指数为5/3 < p < 7/3，明显弱于相似模型预测的结果。
2008-10-03 physics.plasm-ph
On the electrodynamic model of ultra-relativistic laser-plasma interactions caused by radiation reaction effects
本文提出了一个简单的电动力学模型，用以描述考虑辐射反应效应时，自洽超相对论激光与等离子体相互作用中的等离子体场结构。本文对圆偏振激光与等离子体相互作用进行了精确分析。我们定义的基本符号，如非线性介电常数，有质动力和耗散力作用在等离子体。计算了超相对论相互作用过程中产生的等离子体场结构。基于这些解决方案，我们表明，约50%的激光能量可以转换为γ射线的激光箔相互作用的最佳条件。
2013-09-23 physics.plasm-ph
Influence of acoustic waves on Radiation Spectra of Argon Gas-discharge Plasma
结果表明，在一定的制度下的相互作用的声波与低温，部分电离等离子体，它是可能改变的强度的一些谱线的氩原子。还表明，这些谱线的强度对声波强度的依赖性具有滞后行为。
2002-07-03 physics.plasm-ph
Generation of synchronized high-intensity x-rays and mid-infrared pulses by Doppler-shifting of relativistically intense radiation from near-critical-density plasmas
结果表明，当相对论强度超短激光脉冲从等离子体的边界反射与近临界密度，多普勒频移导致产生强烈的辐射在高频，高达X射线，范围内，并在低频，中红外，范围。能量转换到大于3 $μ$ m的波长范围的效率可以达到百分之几，这使得可以获得中红外范围内的相对论强度的脉冲。这些脉冲与紫外线和X射线范围内的高次谐波同步，这为高精度泵浦探测测量，特别是激光诱导电子衍射和瞬态吸收光谱提供了机会。
2022-07-08 physics.plasm-ph
Laser acceleration of ion bunches at the front surface of overdense plasmas
用粒子模拟方法研究了强激光脉冲与过密等离子体相互作用中离子的加速过程。对于圆偏振的激光脉冲，高密度的离子束移动到等离子体中产生的激光-等离子体相互作用表面。一个简单的分析模型占的数值观测，并提供作为脉冲强度和等离子体密度的函数的离子束能量和产生时间的标度律。
2005-01-31 physics.plasm-ph
Longitudinal Ion Acceleration from High-Intensity Laser Interactions with Underdense Plasma
在高强度（I ~ 10^20 Wcm^-2）激光与氦气射流靶（n_e ~ 0.04 n_c）相互作用中观察到了离子纵向加速。该离子束对He^2+的最大能量约为40 MeV，并沿激光传播路径定向，最高能量的离子被准直成小于10度的圆锥。二维粒子模拟已被用来研究加速机制。与快速电子流相关联的时变磁场提供对加速电场的贡献以及提供用于离子的准直场。等离子体密度和离子加速之间存在很强的相关性，在真空界面处较短的等离子体尺度长度有利于最大离子能量的产生，但由于斜坡加速区磁场的增强，等离子体尺度长度越长，准直性越好。
2007-12-17 physics.plasm-ph
Subpicosecond dynamics of pre-plasma on a solid, formed by a ultra-high contrast, relativistic intensity pulse
利用光谱干涉技术，测量了超高对比度（10 $^{-9}$）高强度（2 $\times$ 10 $^{18}$ W/cm $^{2}$）脉冲产生的等离子体的亚皮秒时间分辨等离子体前尺度长度和早期膨胀（$<$ 12 ps）。我们测量了3-15 nm范围内的预等离子体尺度长度。这一测量对于理解激光与超热电子的耦合机制起着至关重要的作用，因此对于激光驱动离子加速和快速点火实现聚变具有重要意义。
2021-10-27 physics.optics physics.plasm-ph
Effects of high intensity Lasers on the Entanglement fidelity of quantum plasmas
在量子化场形式下，利用Kramers-Henneberger幺正变换作为Block-Nordsieck变换的半经典对应，研究了激光场作用下两体系统低能散射过程中纠缠的动力学.得到了该系统量子散射过程的定态薛定谔方程。然后，通过分波分析，引入了包含强激光场的新的纠缠保真度形式。因此，利用包含等离子体激元和量子屏蔽效应的热量子等离子体的有效势，研究了电子-离子弹性碰撞中纠缠保真度与激光振幅、等离子体激元参数和德拜长度参数的关系.结果表明，激光束或自由电子振荡的振幅对系统纠缠度的演化起着重要的作用。
2020-01-15 physics.plasm-ph
Spatiotemporal control of high-intensity laser pulses with a plasma lens
本研究利用等离子体透镜实现高强度激光脉冲的时空控制，使啁啾脉冲产生可任意预设速度的飞行焦点，该器件可近距放置且能在近相对论强度下工作，为激光应用优化提供新途径。
2023-12-19 physics.optics physics.plasm-ph
Generation of mega-gauss axial and azimuthal magnetic fields in a solid plasma by ultrahigh intensity, circularly polarised femtosecond laser pulses
实验和模拟表明，圆偏振飞秒激光在固体等离子体中同时产生量级相当的轴向和方位角磁场，且圆偏振增强轴向约束，并捕捉到磁场的湍流演化。
2024-05-23 physics.plasm-ph
Synchronized Catastrophic Collapse and Extreme Intensity Amplification of Ultra-Intense Pulses in Near-Resonance Magnetized Plasma
该研究通过调整接近回旋共振的外部磁场，实现了超高强度脉冲在近共振磁化等离子体中的同步灾难性坍缩与极端强度放大。
2025-12-27 physics.plasm-ph
Ensemble of ultra-high intensity attosecond pulses from laser-plasma interaction
研究了强X射线和$γ$辐射的有效产生。该方案基于相对论镜像概念，{ \it，即}，飞行的薄等离子体板与反向传播的激光脉冲相互作用，以具有上移频率的强超短电磁脉冲的形式反射激光脉冲的一部分。在所提出的方案中，一系列的相对论性反射镜产生在相互作用的强激光与薄箔靶作为脉冲撕裂和加速薄电子层。反向传播的脉冲被这些飞行层以超短脉冲的集合的形式反射，由于来自飞行层的动量转移，导致反射辐射的显著能量增益。
2009-12-07 physics.plasm-ph
Nonlinear plasma waves driven by short ultrarelativistic electron bunches
提出了准静态近似理论，并利用新型类静电粒子模拟程序研究了超相对论电子驱动束对非线性等离子体波的激发。假设光束占据一个无穷小的体积，我们发现的半径和长度的等离子体气泡中形成的驱动程序的变化值的光束电荷。气泡形成的机制是通过开发简单的模型，在大电荷的气泡解释。等离子体电子驱逐的驱动器电荷激发二次等离子体波，复杂的气泡边界附近的等离子体电子流。
2017-08-31 physics.plasm-ph
Comoving acceleration of overdense electron-positron plasma by colliding ultra-intense laser pulses
本文介绍了用粒子模拟方法（PIC）对电子-正电子等离子体（e+e-）在同向电磁脉冲作用下的持续加速过程的模拟结果。用线偏振超短激光脉冲从两侧照射过密e ~+e ~-等离子体薄板时，当等离子体被压缩到小于~ 2相对论趋肤深度时，脉冲被透射。一小部分等离子体然后被捕获，并有效地加速自诱导JxB力。对于1微米激光和1021 Wcm-2的强度，最大能量在皮秒内超过GeV。
2006-03-17 physics.plasm-ph
Optimal attosecond pulses generation from oscillating plasma surfaces driven at relativistic intensity
通过激光-等离子体相互作用产生阿秒脉冲已经是三十多年来的一个重大科学兴趣的主题。通过改变等离子体和激光参数，使用粒子模拟来研究这个过程。在等离子体真空界面的密度梯度的陡度检查，看看这个参数如何影响高次谐波的产生和孤立的阿秒脉冲的创建。在相对论振荡镜机制下，探索了最佳密度梯度长度$L$。虽然孤立阿秒脉冲的半峰全宽和峰值强度的理想梯度长度独立地依赖于驱动激光强度，但对于高激光强度，它们都在$L$ =0.2 $λ$附近被发现。
2021-09-23 physics.optics physics.plasm-ph
Observation of ultrafast laser-plasma evolution by pump-probe reflectometry and Doppler spectrometry
我们演示了泵浦-探测技术，即多普勒光谱和详细的反射，直接捕获的时间分辨的超快演化的高强度飞秒激光驱动的热，致密等离子体。这些技术能够在低于100飞秒的时间尺度上捕获超快等离子体动力学。我们已经展示了高强度飞秒激光驱动的冲击类扰动进入等离子体密度大于10^22/cc的动力学。这可以帮助理解与冲击点火，超新星爆炸和许多其他天体物理场景相关的物理学，也可以在医学和化学方面产生影响。此外，我们已经研究了超快的声学现象，由于流体动力学内膨胀的热，稠密等离子体在其瞬态相的多普勒光谱和反射测量的相关测量。
2019-09-12 physics.plasm-ph
Modeling of relativistic ion-acoustic waves in ultra-degenerate plasmas
我们考虑由冷离子和超简并电子气组成的等离子体中的相对论离子声学模式，描述了相对论弗拉索夫-泊松系统。流行的相对论离子声波流体模型的关键检查，比较动力学和流体动力学的结果。动力学线性色散关系被证明是由严格的相对论流体动力学方程与Eschrasekhar的状态方程再现。
2017-12-14 physics.plasm-ph
High repetition rate (>= kHz) targets and optics from liquid microjets for the study and application of high intensity laser-plasma interactions
高强度激光与等离子体的相互作用产生了一系列具有广泛应用前景的高能粒子和光束。不幸的是，目前采用的激光器、光学器件、目标和诊断不能满足许多应用的高重复率和高平均功率要求。在这里，我们通过使用液体来满足对高重复率目标和光学器件的需求。一种新颖的喷嘴组件用于产生高速、层流液体微射流，其与低真空环境相容，产生很少或不产生碎片，并且具有精确的位置和尺寸公差。射流，液滴，亚微米厚的片材，和其他配置的特点与泵探测阴影术，以评估其作为目标的使用。为了演示一种高重复率、可消耗的液体光学元件，我们提出了一种由亚微米厚的液体片产生的等离子体镜。该等离子体镜在0.1%的低场中提供标准具般的抗反射特性，在1 kHz的重复率下提供69%的等离子体高反射率。流体的兼容性，在真空操作，和最大重复率的估计，在超过10 kHz的实际考虑，得到解决。这里介绍的目标和光学器件使相对论强度的激光在高平均功率下的使用成为可能，并使许多长期提出的应用成为可能。
2019-02-20 physics.plasm-ph
Plasma q-plate for generation and manipulation of intense optical vortices
光学涡旋是一种光波，其波前围绕其传播轴扭曲，光束中心为零强度。其独特的空间场结构使其具有广泛的应用，包括光通信、量子信息、超分辨显微镜和粒子的多维操纵。然而，光学涡旋的可达强度受到材料电离阈值的限制。这种限制可以通过使用等离子体介质来消除。在这里，我们提出了适当磁化的等离子体的设计，作为一个q板，导致从高强度高斯光束到扭曲光束的直接转换。等离子体中的圆偏振激光束积累了与方位角相关的相移，从而形成扭曲波前。我们的三维粒子模拟显示了极高的功率转换效率。等离子体q板可以在从太赫兹到光域的大范围频率下工作。
2017-11-30 physics.plasm-ph
Wavebreaking-associated transmitted emission of attosecond extreme-ultraviolet pulses from laser-driven overdense plasmas
提出了一种在相对论激光驱动的过密等离子体表面产生阿秒极紫外（XUV）脉冲的新机制。通过粒子模拟和分析，我们证明了我们所考虑的参数所观察到的超短XUV发射主要是由于波破碎后的强等离子体密度振荡。强密度变化和前表面层中的横向场的耦合引起了主要围绕局部等离子体频率的频率的透射发射。这种机制提供了新的见解XUV从固体表面产生的场景和激光等离子体相互作用的动力学。
2016-06-09 physics.plasm-ph
Physics of high-intensity high-energy particle beam propagation in open air and outer-space plasmas
这份报告是一个独立的和全面的审查物理传播脉冲的高强度高能粒子束在预先存在的或自生等离子体。考虑的是电子束、质子束、μ子束和它们的反粒子束，以及中性氢束、正电子素束和电子-正电子-等离子体束。第一部分是一个系统的概述有关的理论传播，等离子体自我生成，能量/电流损耗，和这种脉冲的稳定性。第二部分回顾了在大气和太空等离子体中进行的主要的全尺寸传播实验，以评估理论模型的有效性。实验结果表明，该方法的量程和稳定性与理论值相符。特别是，稳定的自箍缩传播的大电流带电粒子束在大气中是可能的距离等于几个Nordsieck长度。为了不被地球的磁场偏转，电子束脉冲需要由预先形成的通道引导，而质子束脉冲在适当的条件下可以不偏转地通过低层和高层大气传播。在电离层或太空等离子体中，跨越地球磁场的超远距离传播需要GeV到TeV的电子或正电子束，以使横向偏转是可接受的，而无偏转的传播对于由共同移动的高能粒子对（如电子和正电子）组成的等离子体束是可能的。
2009-01-11 physics.plasm-ph
Inflationary stimulated Raman scattering in shock-ignition plasmas
在激波点火惯性约束聚变方案中，高强度激光通过不均匀的日冕等离子体传播，驱动设计用于引起燃料点火的激波。在高强度点火激光脉冲作用下，长尺度日冕等离子体中的SRS后向散射很可能处于动力学状态。在这项工作中，我们使用一维粒子模拟细胞显示，有一个非线性的动力学效应引起的频移，导致受激拉曼散射（SRS）在非均匀等离子体的增长远远超过流体理论的预测，所谓的膨胀SRS或iSRS。我们发现，iSRS发生在一个广泛的密度标度长度相关的冲击点火和其他直接驱动的惯性约束聚变计划。冲击点火等离子体中iSRS的存在对冲击点火惯性约束聚变的理论收益具有影响。在这里，我们量化的强度阈值为冲击点火相关参数的iSRS的发病。
2020-11-24 physics.plasm-ph
Super-ponderomotive electron acceleration in blowout plasma heated by multi-picosecond relativistic intensity laser pulse
本研究利用无预脉冲LFEX激光开展多皮秒激光—等离子体实验，揭示自生准静态电磁场辅助的超有质动力相对论电子加速机制，并推导增强加速的阈值脉冲宽度。
2018-03-07 physics.plasm-ph
Spatial, Spectral and Temporal Response of High Intensity Laser Plasma Mirrors- Direct Observation of the Ponderomotive Push
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
研究通过直接测量揭示了高强激光作用下等离子体镜的时空响应特性，发现表面形变与脉冲谱时间剖面的显著修改，验证了三维粒子内插模拟结果。
2025-12-27 physics.plasm-ph
Analytical Solutions of the Dirac and the Klein-Gordon Equations in Plasma Induced by High Intensity Laser
本文给出了等离子体环境中强电磁波耦合的Dirac方程和Klein-Gordon方程的解析解。这些是熟悉的Volkov解决方案的推广。首次证明了非零光子有效质量对标量和费米子波函数、守恒量和有效质量的贡献。新的波函数表现出与Volkov解决方案的差异，目前可用的激光强度。
2013-06-03 hep-ph physics.plasm-ph
Low Frequency Oscillations of Plasma Injected in Open Magnetic Trap from Independent Ultra-high Frequency Source
在线性等离子体装置OMT 2的阱中研究了等离子体的电磁波加热方法、电磁波与磁活性等离子体的相互作用、等离子体湍流和输运过程。采用超高频（UHF）非接触方法，用等离子体填充开放的磁阱。本文提出了一种新的磁阱填充等离子体的方法，即从一个独立的固定UHF源沿磁场注入等离子体。该源位于阱外，并且其中的等离子体形成在强非均匀磁场中通过UHF功率在电子回旋共振（ECR）区域中发生。本文研究了等离子体填充开放磁阱的效率以及磁阱中等离子体低频振荡。
2022-04-01 physics.plasm-ph
Quantum Electron Plasma, Visible and Ultraviolet P-wave and Thin Metallic Film
在量子简并电子等离子体方法的框架下，数值研究了可见光和紫外电磁P波与位于两种介质之间的金属薄膜的相互作用.选择反射率、透射率和吸收功率系数进行研究。结果表明，在可见光和紫外光范围内的频率，量子功率系数不同的经典的空间色散和德鲁德-洛伦兹方法的框架中评估的。
2016-05-24 physics.plasm-ph
Enhanced hot electron generation from liquid jets in moderate intensity laser-plasma interactions
研究利用亚太瓦激光照射液态甲醇射流，在1016W/cm2强度下产生1 MeV高能电子，验证了2D PIC模拟的可靠性，为高频多MeV电子源提供了简化方案。
2025-04-04 physics.plasm-ph
Electron heating and radiation in high aspect ratio sub-micron plasma generated by an ultrafast Bessel pulse within a solid dielectric
当超快贝塞尔光束在超导体内部传播时，会产生一个高纵横比的等离子体圆柱体，其直径为纳米级，延伸范围为几十微米到厘米。利用粒子模拟方法研究了强超快激光脉冲与等离子体棒的相互作用。我们表明，电子被加热和加速到千电子伏的能量，通过过境加速内的共振波瓣在临界表面附近，并计算其辐射图案。
2023-01-06 physics.plasm-ph
Capturing the three dimensional, nano-scale, pico-second dynamics of plasma mirrors with intense ultrashort laser wavefront measurement
本文提出利用波前测量与泵浦-探测技术直接测量等离子体镜纳米动力学，实现纳米轴向、微米横向和飞秒时间分辨率的三维表面重建。
2025-05-05 physics.plasm-ph
Plasma waveguides for high-intensity laser pulses
Institute for Research in Electronics and Applied Physics and Dept. of Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所及物理系）
本文介绍了等离子体波导用于增强高强度激光脉冲与物质的相互作用，以产生高能电子束。
2026-11-04 physics.optics physics.plasm-ph
Dynamics of ultra-intense circularly polarized solitons under inhomogeneous plasmas
研究了非均匀等离子体中超强圆偏振孤子的动力学行为。相互作用的麦克斯韦和相对论流体动力学方程组建模，并解决了全隐式能量守恒的数值方案。结果表明，增强等离子体背景可以减弱和反射传输中的弱孤子，这与现有的基于弱密度响应假设的研究结果一致。然而，我们发现，当遇到越来越大的背景时，超强孤子被很好地捕获并保持静止。这一发现有可能应用于强激光场的捕获和放大。
2013-03-18 physics.plasm-ph
Plasma lenses for ultrashort multi-petawatt laser pulses
理想的等离子体透镜可以在直径的一小部分处提供小f数固态聚焦光学器件的聚焦功率。然而，理想的等离子体透镜依赖于稳态的线性激光脉冲-等离子体相互作用。超短多拍瓦（MPW）脉冲具有宽带宽和极端强度，因此，它们与等离子体透镜的相互作用既不是稳态也不是线性的。在这里，我们研究非线性和时间依赖性修改等离子体透镜聚焦，并表明，这些结果在色差和相位像差和振幅失真。我们发现，等离子体透镜可以提供增强聚焦的30 fs脉冲峰值功率高达~1 PW。性能通过MPW机制降低，直到最后在约10 PW处引起聚焦惩罚。
2015-10-06 physics.plasm-ph
Emergence of Kinetic Behavior in Streaming Ultracold Neutral Plasmas
我们通过调整产生等离子体的光致电离激光束来产生流动的超冷中性等离子体。通过改变电子温度，我们控制的相对速度的流动人口，并结合等离子体密度的变化，这控制离子碰撞流的碰撞性。激光诱导荧光被用来映射空间分辨的密度和速度分布函数的离子。我们将局部热平衡的缺乏和相互渗透、逆流离子的不同群体确定为动力学行为的特征。实验数据进行了比较，从一个一维，两种流体的数值模拟的结果。
2015-01-24 physics.plasm-ph
Intermittent excitation of parametric instabilities enhanced by synergistic effect in broadband laser plasma interaction
采用动力学粒子模拟方法研究了宽带激光驱动非线性工作台中参量不稳定性的一种新的演化模式。研究发现，宽带激光器的光强变化产生的高强度脉冲对参量不稳定性产生间歇性激发。这些高强度脉冲之间的协同作用通过电子-等离子体波和热电子的共同传播降低了朗道阻尼，促进了从对流到绝对受激拉曼散射的转变。这些间歇激发的参量不稳定性，特别是绝对不稳定性，将产生超出线性理论预期的超热电子。然而，各种带宽激光器的散射光的能量之间的比较表明抑制参数不稳定性与大的激光带宽。我们的工作提供了一个机会，以促进宽带激光等离子体相互作用的理解。
2021-10-10 physics.plasm-ph
Radiation reaction force induced nonlinear mixing of Raman sidebands of an ultra-intense laser pulse in a plasma
通过在等离子体电子的运动方程中微扰地引入Landau-Lifshitz辐射反作用力的首阶项，研究了超强激光脉冲在等离子体中的受激喇曼散射。在这种近似下，辐射反作用力引起非线性电流密度的相移，驱动两个拉曼边带（反斯托克斯波和斯托克斯波），表现为两个边带的非线性混合。这种混合导致前向拉曼散射不稳定性增长的强烈增强。
2013-07-15 physics.plasm-ph
Highly efficient laser-driven Compton gamma-ray source
高强度激光器的发展使得全光康普顿散射成为在超紧凑系统中产生超短亮$γ$射线的一种很有前途的方法。然而，迄今为止实现的康普顿$γ$射线源受到低转换效率（低于$10^{-5}$）和光谱强度（$\sim10^{4}$ ${\rm photons/0.1\%BW}$）的严重限制。在这里，我们提出了一个高效的伽玛光子发射器，通过照射高强度的激光脉冲上的微型等离子体装置组成的等离子体透镜和等离子体镜。该概念利用了等离子体透镜中的强时空激光成形过程和高电荷电子加速过程，以及等离子体镜所实现的高效非线性康普顿散射过程。我们的粒子模拟表明，在这种新的计划，辉煌的$γ$ -射线具有非常高的转换效率（高于$10^{-2}$）和光谱强度（$\sim10^{9}$ ${\rm photons/0.1\%BW}$）可以通过采用目前可用的拍瓦级激光器与强度的$10^{21}$ ${\rm W/cm^2}$。这种有效和强烈的$γ$射线源将在广泛的领域中得到应用。
2018-07-08 physics.plasm-ph
Stabilization of beam heated plasmas by beam modulation
本文通过数值优化束流强度调制，在不依赖反馈的情况下抑制束加热等离子体中的尾部隆起不稳定性，并证明该方法对扰动具有鲁棒性，且调制频率随系统尺寸增大而降低，适用于大型等离子体系统。
2024-11-25 physics.plasm-ph
Titanium plasma source for capillary discharge extreme ultraviolet lasers
介绍了一种产生纯钛等离子体射流的技术。将钛丝在1 atm密封的氧化铝毛细管中爆炸。里面的空气。通过撕开密封毛细管一端的薄钛箔，产生的等离子体从毛细管中出现（进入高真空环境）。所产生的等离子体射流具有高达$4.5\pm0.5mm/μs$的速度、$1.5\pm0.5eV$的电子温度和$2.7\pm1\times10^{17}/cc$的离子密度。该等离子体源是为毛细管放电极紫外激光实验设计的，但也可能用于其他应用，如Z箍缩实验的目标。
2005-12-08 physics.plasm-ph
Enhanced Extreme Ultraviolet Emission from Laser-heated Blow-Off Tin Plasmas
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Prism Computational Sciences（棱镜计算科学公司）；Center for Energy Research, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校能源研究中心）
该研究以质量限制激光喷吹（LBO）锡等离子体为对象，探究其13.5 nm处的极紫外（EUV）辐射特性，为增强该波段辐射提供实验基础
2026-09-01 physics.plasm-ph
Effect of electron heating on self-induced transparency in relativistic intensity laser-plasma interaction
相对论强激光脉冲与超临界等离子体相互作用的临界密度的有效增加，被称为自诱导透明，被重新审视的情况下的圆偏振。一个相对论冷流体模型的透明度阈值的预测粒子在细胞模拟的比较表明，动力学效应，如电子加热，可以导致显着增加的有效临界密度相比，冷流体理论。这些结果被解释的单电子相空间中对应的冷流体模型预测的固定字段中的动态的separatrices的研究。结果表明，由于电子加热超过一定的有限阈值扰动可以迫使电子逃逸到真空中，导致激光脉冲的传播。通过其对电子加热的影响，透明度阈值的修改与时间脉冲轮廓相关联。
2012-11-15 physics.plasm-ph
Effect of laser intensity and dynamics of plasma on laser induced breakdown spectroscopy
当激光诱导等离子体在外加稳恒磁场作用下或在小腔体中被限制/减速时，激光诱导击穿光谱（LIBS）的信号会增强。在磁约束的情况下，已经观察到LIBS信号的增强~2倍。磁约束和空间约束的组合提供了一个数量级的增强。对减速等离子体的理论分析与实验观测相一致。发现LIBS信号的增强依赖于等离子体约束的效率以及激光的持续时间。LIBS信号在较高激光强度下的饱和与电子-离子碰撞频率以及等离子体羽流的动力学和不稳定性有关。还讨论了进一步增强发射的可能性。
2014-06-30 physics.optics physics.plasm-ph
Laser-Generated Ultrashort Multi-Megagauss Magnetic Pulses in Plasmas
我们演示了强激光脉冲（10^{16} Wcm^-2，100 fs）与固体靶相互作用产生的超短（6 ps）、多兆高斯（27 MG）磁脉冲。得到了高密度临界层附近产生的巨场的时间演化，其分辨率是迄今为止所报道的最高的。粒子模拟和唯象建模被用来解释的结果。第一次直接观察到的等离子体屏蔽电流的快速阻尼响应于热电子电流穿透散装等离子体。
2002-04-15 physics.plasm-ph
