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激光可替代同步加速器用于加速電子？

2017-08-07   來(lái)源：OFweek激光網(wǎng)   評(píng)論：0
摘要： 粒子加速不再需要數(shù)公里尺寸的加速器了。通過(guò)利用激光技術(shù)，粒子加速可在幾厘米尺寸內(nèi)進(jìn)行。新型激光尾波場(chǎng)（LWFA）技術(shù)利用單個(gè)激光
       粒子加速不再需要數(shù)公里尺寸的加速器了。通過(guò)利用激光技術(shù)，粒子加速可在幾厘米尺寸內(nèi)進(jìn)行。新型激光尾波場(chǎng)（LWFA）技術(shù)利用單個(gè)激光脈沖可將電子束加速至大型設(shè)備所達(dá)到的能量水平。由牛津大學(xué)Simon Hooker領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，演示了一種改進(jìn)型LWFA技術(shù)，利用激光脈沖陣列，而不是單一脈沖。這種多脈沖組合有望每秒加速千倍的電子束，相對(duì)于單脈沖方式而言，從而擴(kuò)大應(yīng)用的可能性。

利用LWFA技術(shù)，短而強(qiáng)的激光脈沖可構(gòu)建等離子體密度波。電子就是利用這樣的波獲得能量，正如沖浪者從海洋波浪中獲得能量一樣。激光具有充足的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)這一過(guò)程，但是每秒只能進(jìn)行幾次。最新的研究表明，低能量激光脈沖陣列可以形成密度波，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)加速。這樣的脈沖陣列可由數(shù)千赫茲頻率產(chǎn)生。Hooker和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該過(guò)程。

通過(guò)阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的高功率激光裝置，該團(tuán)隊(duì)重新配置了激光器發(fā)射出間隔100飛秒的激光脈沖陣列。將其注入等離子體，研究團(tuán)隊(duì)獲得了等離子波。雖然在此次實(shí)驗(yàn)中并未驗(yàn)證等離子體波加速電子。但是，研究人員預(yù)計(jì)優(yōu)化的激光器，當(dāng)重復(fù)頻率達(dá)到千赫茲時(shí)，產(chǎn)生的電子束將獲得同步加速器所提供的能量。

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