據(jù)悉，研究人員首次證明了由低能、超短中紅外（MIR）激光脈沖驅(qū)動(dòng)的相對論電子。許多應(yīng)用都可以使用更低能量和更高重復(fù)率的加速光束，例如用于醫(yī)學(xué)、科學(xué)和安全等目的的快速掃描成像。
美國馬里蘭大學(xué)物理與電氣工程教授Howard Milchberg表示：“我們目前正在努力開發(fā)緊湊、重復(fù)率高的激光加速器。也就是說使用盡可能低的激光脈沖能量來產(chǎn)生相對論電子。”
與以前的實(shí)驗(yàn)相比，本項(xiàng)目中使用的長驅(qū)動(dòng)波長、低能飛秒激光脈沖能輕易接近所謂的“臨界密度”狀態(tài)。由于臨界密度與激光波長的平方成反比變化，所以用于MIR激光脈沖的氣體靶比可見光和NIR中使用的氣體靶密度低100倍，這使得它們更加難以設(shè)計(jì)。
Milchberg指出：“當(dāng)幾毫焦耳飛秒的中紅外激光脈沖被彎曲的鏡子聚焦成氫氣射流 - 從噴嘴噴出的氫氣流 - 則從射流的另一側(cè)射出相對論電子的準(zhǔn)直脈沖。然而，除非激光器實(shí)現(xiàn)非常高的強(qiáng)度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通過使用曲面鏡聚焦可實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)度，上述情況才會(huì)發(fā)生。它通過電離氫氣中的相對自動(dòng)聚焦來實(shí)現(xiàn)，從而使其縮套到比其焦點(diǎn)小得多的尺寸。”
根據(jù)Milchberg的看法，臨界密度體系的價(jià)值在于即使在低能量激光脈沖下也能促進(jìn)相對自動(dòng)聚焦。這種增強(qiáng)的高強(qiáng)度相互作用會(huì)產(chǎn)生等離子體波，其將一些電子從電離氫加速成向前的相對光束。
實(shí)驗(yàn)表明，如果沒有相對自動(dòng)聚焦，就無法產(chǎn)生電子加速。
該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果只是對高重復(fù)率激光驅(qū)動(dòng)加速器的開發(fā)和應(yīng)用的早期階段。
美國馬里蘭大學(xué)物理與電氣工程教授Howard Milchberg表示：“我們目前正在努力開發(fā)緊湊、重復(fù)率高的激光加速器。也就是說使用盡可能低的激光脈沖能量來產(chǎn)生相對論電子。”
與以前的實(shí)驗(yàn)相比，本項(xiàng)目中使用的長驅(qū)動(dòng)波長、低能飛秒激光脈沖能輕易接近所謂的“臨界密度”狀態(tài)。由于臨界密度與激光波長的平方成反比變化，所以用于MIR激光脈沖的氣體靶比可見光和NIR中使用的氣體靶密度低100倍，這使得它們更加難以設(shè)計(jì)。
Milchberg指出：“當(dāng)幾毫焦耳飛秒的中紅外激光脈沖被彎曲的鏡子聚焦成氫氣射流 - 從噴嘴噴出的氫氣流 - 則從射流的另一側(cè)射出相對論電子的準(zhǔn)直脈沖。然而，除非激光器實(shí)現(xiàn)非常高的強(qiáng)度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通過使用曲面鏡聚焦可實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)度，上述情況才會(huì)發(fā)生。它通過電離氫氣中的相對自動(dòng)聚焦來實(shí)現(xiàn)，從而使其縮套到比其焦點(diǎn)小得多的尺寸。”
根據(jù)Milchberg的看法，臨界密度體系的價(jià)值在于即使在低能量激光脈沖下也能促進(jìn)相對自動(dòng)聚焦。這種增強(qiáng)的高強(qiáng)度相互作用會(huì)產(chǎn)生等離子體波，其將一些電子從電離氫加速成向前的相對光束。
實(shí)驗(yàn)表明，如果沒有相對自動(dòng)聚焦，就無法產(chǎn)生電子加速。
該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果只是對高重復(fù)率激光驅(qū)動(dòng)加速器的開發(fā)和應(yīng)用的早期階段。
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