本技术介绍了一种利用四束飞秒激光脉冲产生高能激光的方法。该方法涉及将四束具有不同初始相位差的飞秒激光脉冲同步投射至等离子体靶的前表面,通过非线性效应实现能量的高效转换。
背景技术
随着飞秒激光技术的发展,飞秒激光技术已广泛应用于前沿领域,如:生物医疗、工业制造、信息测绘等。单束激光与等离子体相互作用的方案设计在激光尾波场加速(LWFA)、靶背鞘层加速(TNSA)和Betatron辐射等应用上是最常见的。近年来,随着多束激光与等离子体相互作用带来的优异产出效果在仿真和实验中被不断验证,使得越来越多的相关方案被提出。因此,激光在等离子体中的非线性演化过程在强激光脉冲的应用中一直受到关注。
当多束激光在真空中传输时,它们将以各自存在的方式独立传输,彼此之间互不干扰,这限制了只能通过简单地在一点上相干地叠加多束激光来达到增强该点上的激光强度的目的,而这并不能稳定地叠加传输。然而,当激光在非线性介质中传输时,会存在自相互作用和多光束间的相互作用。尤其当入射激光是相对论强度的激光时,将会在等离子体中引起更显著的非线性效应。在单束相对论强度的激光在等离子体中的传播过程中,激光的有质动力引起局部等离子体密度扰动和相对论电子质量修正,将会使非线性介质的折射率发生变化。非线性效应还会使激光与相邻的其他激光之间发生相互作用,如:合并、螺旋、排斥、吸引等。
然而如何设计的初始激光参数以使得多光束发生耦合,产生更高强度的激光,是本领域亟需解决的技术问题。
实现思路