锥形飞秒强激光等离子体中Compton散射的能量转换

应用相对论性电子与多光子集团非弹性碰撞模型和经典相对论电动力学理论,分析、计算了锥形飞秒强激光等离子体中多光子非线性Compton散射的能量转换.发现等离子体中的耦合激光场会引起能量转换效率的振荡,而静电场会降低能量转换效率.当高能电子与光子发生双光子非线性Compton散射时,电子能获得最大的能量转换效率.     

Compton散射下非傍轴光束的小尺度自聚焦

基于电子和多光子集团非线性Compton散射模型和非傍轴传输方程,得到了多光子非线性Compton散射下的小尺度调制增长率的表达式,讨论了入射与散射光形成耦合非傍轴光对小尺度自聚焦的影响.通过对非傍轴和傍轴情形下小尺度调制的增益谱分析,发现耦合非傍轴光对小尺度调制增益谱的影响程度与光强有关.与散射前相比,随光强的增强,影响更大,总趋势是使小尺度调制增长的截止频率、最快增长频率和最大增长频率迅速减小,而对截止频率和最快增长频率的影响比对最大增长频率的影响更大.     

N光子集团的Compton散射截面

采用量子化辐射场与相对论电子作用的模型,从微扰论得出的跃迁概率表达式出发,导出了n光子集团与电子发生Compton散射的跃迁概率表达式.进而研究了 n光子集团Compton散射的光子散射截面性质,得出了双光子Compton散射的光子散射截面的具体表达式,结果表明n光子Gompton散射的光子微分散射截面不仅与散射角(光子入射方向与散射方向的夹角)有关,还与入射光场的光子数密度以及初始电子的能量有关.     

相对论性电子的Compton散射

用单粒子理论研究了相对论性电子的Compton散射. 当散射过程不改变光子运动方向时,存在n倍频效应,也存在光子频率及运动方向都不改变的散射过程. 指出了一定条件下可以实现激光场对电子的有效加速.     

色散缓变全内反射光子晶体中孤子传输的等价增益

从非线性薛定谔方程出发,导出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中色散缓变管理孤子脉冲传输的准非线性薛定谔方程.数值模拟结果显示:耦合光能使孤子脉冲比散射前有更大的压缩效应,更剧烈振荡效应,更严重的偏离孤子形态效应.为保持孤子形态传输,应尽量避免Compton散射发生.     

Compton散射下介电系数对一维等离子体光子晶体色散的影响

利用多光子非线性Compton散射模型,对Compton散射下介电系数关于等离子体光子晶体色散的影响进行了研究.提出了将Compton散射光作为影响介质层介电系数的新机制,给出了一维等离子体光子晶体色散关系式,并进行了数值模拟.结果表明:与散射前相比,介电系数εm=1时不出现禁带;当εm<3时,随εm增大,第一级禁带宽度先缓慢增大再达到最大值,最后缓慢减小,第二级禁带宽度先缓慢增大后趋于饱和值0.69,较散射前减小了0.03,两级禁带的εm临界值为5.4,较散射前减小了0.6,当εm<5.4时,第一级禁带宽度明显大于第二级,较散射前减小了0.04;当εm>5.4时,第二级禁带宽度反而大于第一级,二者差值比散射前明显减小,截止频率和第二级禁带边缘频率均向低频方向较快地移动,且第二级禁带边缘频率变化幅度明显大于截止频率.     

Compton散射对强双折射光纤矢量调制不稳定性的影响

研究了多光子非线性Compton散射对入射光脉冲在强双折射光纤中传输的影响,给出了光脉冲传输满足的非线性薛定谔方程,讨论了光的偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时,在正常色散区和反常色散区所产生的调制不稳定性. 结果表明:在不同的色散区,对应不同的功率区域,光脉冲有不同的增益谱,当双折射性质发生变化时,该增益谱比散射前有更加明显的不同.     

极端相对论电子对横等离子体波的散射

计算了极端相对论电子对横等离子体波的Compton散射与非线性散射,给出了极端相对论电子对横等离子体波的散射概率及散射谱,该谱与真空中极端相对论电子对单色入射光的逆Compton散射谱有着明显的不同,且出射波极大频率与入射波频率之比也与真空中逆Compton散射不相同。     

激光-电子非线性康普顿散射中电子的特性研究

利用单粒子理论和电子与光子非弹性碰撞模型,对激光-电子非线性康普顿散射的电子的速度进行了研究.通过理论推导得出了电子的能量变化因子的表达式,同时讨论了电子与光子碰撞后的速度.结果表明,电子与光子碰撞后的速度不仅与碰撞之前电子的速度和n光子集团的频率有关,还与电子与n光子集团入射方向与散射方向间的夹角和光子的散射角有关.     

强磁场中热光子的康普顿硬化

从实验室坐标系Compton散射截面出发，对其中的谱函数进行了重新计算，除了谱函数的共振项系数有修正外，还得到一个直接依赖于磁场的非共振项（磁场项），利用改进了谱函数，就强磁场脉冲星表面的高能电子束对热光子的Compton硬化作用的进行了计算，结果表明，（1）每一个共振散射都存在一个上限能量，其大小与磁场有关；（2）当磁场较弱时，由于磁场项的存在，每一个共振散射都存在一个范围相当宽的高能尾巴。