Название статьи:
Численное моделирование захвата электронов в области пересечения лазерных волн
Авторы: Боровский А.В., доктор физико-математических наук, профессор, кафедра математических методов и цифровых технологий, Байкальский Государственный Университет, г. Иркутск, Российская Федерация,
andrei-borovskii@mail.ru,
Галкин А.Л., доктор физико-математических наук, Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация,
galkin@kapella.gpi.ru В рубрике:
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Год: 2020 Том: 2 Номер журнала: 3
Страницы: 34-46
Тип статьи: Научная статья
УДК: 535.42; 517.9
Аннотация:
Рассматривается пересечение двух сфазированных плоских линейно-поляризованных лазерных волн. Выписаны выражения для векторного потенциала и электромагнитных полей в зоне интерференции в моделях, учитывающих продольную и поперечную огибающие лазерного импульса. Вычислено двумерное пространственное распределение интенсивности в рамках подхода, использующего понятие вектора Пойнтинга. Показано, что область интерференции представляет собой совокупность гребней и впадин, вытянутых вдоль оси системы. Эта область перемещается со скоростью, превышающей скорость света вдоль указанной оси. Представлены уравнения релятивистской динамики для пробного электрона в области пересечения лазерных волн. Указанные уравнения решены численно. Изучена картина движения релятивистского электрона. Показано, что имеет место эффект захвата электрона в протяженную впадину между пучностями электромагнитного поля в зоне интерференции. После прохождения лазерных импульсов электрон приобретает остаточную кинетическую энергию и может двигаться в различных направлениях, в том числе вперед, вбок и назад. При этом преобладает выброс электрона в поперечном направлении.
Ключевые слова: релятивистская лазерная физика, захват электронов, интерференция лазерных волн
Список цитируемой литературы: - Боровский А.В. Лазерная физика / А.В.Боровский, А.Л. Галкин. - Москва : Изд-во атомной техники, 1996. - 496 с.
- Боровский А.В. Избранные задачи лазерной физики: Вакуумное ускорение электронов. Фокусировка параболическим зеркалом. Дифракция на клине / А.В. Боровский, А.Л.Галкин. - Saarbrucken : Palmarium Academic Publishing, 2016. - 267 с.
- Релятивистское движение и излучение электрона в поле интенсивного лазерного импульса / А.Л. Галкин, В.В. Коробкин, М.Ю. Романовский, О.Б. Ширяев // Квантовая электроника. - 2007. - T. 37, № 10. - С. 903-909.
- Mora P. Theory and simulation of the interaction of ultraintense laser pulses with electrons in vacuum / P. Mora, B. Quesnel // Physical Review. - 1998. - Vol. 58, no. 3. - P. 3719-3732.
- Borovskiy A.V. Two-dimensional angular energy spectrum of electrons accelerated by the ultra-short relativistic laser pulse / A.V. Borovskiy, A.L. Galkin, M.P. Kalashnikov // Physics of Plasmas. - 2015. - Vol. 22, iss. 4. - P. 1-7.
- Concept of Generation of Extremely Compressed High-Energy Electron Bunches in Several Interfering Intense Laser Pulses with Tilted Amplitude Fronts / V.V. Korobkin, M.Yu. Romanovsky, V.A. Trofimov, O.B. Shiryaev // Laser and Particle Beams. - 2013. - Vol. 31, iss. 1. - P. 23-28.
- Сжатие и ускорение электронных сгустков до больших энергий в интерференционном поле интенсивных лазерных импульсов с наклонными амплитудными фронтами: концепция и моделирование / В.В. Коробкин, М.Ю. Романовский, В.А. Трофимов, О.Б. Ширяев // Квантовая электроника. - 2013. - Vol. 43, no. 3. - C. 232-236.
- Electrons in the Field of Interfering Laser Pulses with Tilted Fronts: Formation of Compressed Bunches and Their Application for the Generation of Coherent gamma - Rays / V.V. Korobkin, M.Yu. Romanovsky, O.B. Shiryaev, V.A. Trofimov // Contributions to Plasma Physics. - 2013. - Vol. 53, no. 10. - P. 752-757.
- Galkin A.L. Radiation Losses of an Electron Accelerated in Schemes Interfering Intense Laser Pulses with Tilted Amplitude Fronts / A.L. Galkin , V.A. Trofimov // Contributions to Plasma Physics. - 2013. - Vol. 53, no. 10. - P. 744-751.
- Генерация коротких гамма импульсов на электронных сгустках, формируемых в интерферирующих лазерных пучках с наклонными фронтами / В.В. Коробкин, М.Ю. Романовский, В.А. Трофимов, О.Б. Ширяев // Квантовая электроника. - 2014. - T. 44, no. 5. - C. 498-502.
- Romanovsky M.Yu. Transverse electron acceleration in the field of terahertz radiation. Terahertz synchrotron / M.Yu. Romanovsky // Quantum Electronics. - 2017. - Vol. 47, no. 3. - P. 212-215.