黄永盛教授科研团队牵头多家院所发现产生20微米以上波段强红外辐射场的新方法
发布日期：2023-11-06
近期，黄永盛团队牵头联合中国科学院高能物理研究所阮曼奇、上海师范大学沈百飞、国防科大余同普、兰州大学王雄飞、武汉大学陈沅，提出了一种利用脉冲电子束团与百微米微纳金属管（固体密度等离子体管道）相互作用诱导产生数十GV/m强纵向辐射场的新方法。论文《Relativistic-guided stable mode of few-cycle 20 μm level infrared radiation》已被光学著名期刊Optics Express接受发表，https://doi.org/10.1364/OE.503814。
（a）在圆柱坐标中通过PIC模拟模拟了相对论性电子束（∼1 GeV）的横向场Er激发的微管中纵场Ex的产生过程;
（b） （a）在z-y平面上的投影分布;
（c） 等离子体微管内壁表面电子膜振荡示意图，由相对论性电子束的横向场Ey p和等离子体中产生的强电荷分离场Ecs驱动;
（d） 纵向电场Ex在微管中以稳定的TM模式沿x轴传播。
波长大于10μm的强红外辐射的产生受传统方法中的光学材料或等离子体-气泡方法的激光-等离子体参数的限制。在这项研究中，我们提出了一种产生数十GV/m强纵向辐射场的新方法。通过利用微管内表面电子膜的振荡，由在其内部传播的相对论性电子束激发，可以获得可调谐的长波长少周期红外辐射，范围从20到30μm甚至更长。辐射源完全由相对论电子束引导，在微管中形成稳定的TM传播模式。这为相对论强度红外辐射在高场物理、更短的阿秒脉冲产生和带电粒子加速中的应用开辟了新的机会
