بررسی اثر تغییر فرکانس پالس لیزری بر تولید میدان عقبه و شتاب بسته الکترونی

در این پایان نامه اثر تغییر فرکانس (چِرپ شدگی) پالس در تولید میدان عقبه و شتاب بسته الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین رابطه مربوط به نیروی محرکه حاصل از پالس لیزری برای پالس لیزری فرکانس متغیر اصلاح شده است. مشاهده شد که نیروی محرکه حاصل از پالس لیزری با فرکانس متغیر خطی (چِرپ خطی) نسبت به حالت پالس با فرکانس ثابت (غیر چِرپ) تغییر قابل توجهی پیدا نمی کند اما پالس با فرکانس متغیر گوسی منفی (مثبت) سبب افزایش (کاهش) نیروی محرکه نسبت به پالس غیر چِرپ می شود. پالس با چِرپ خطی نمی تواند دامنه میدان عقبه را افزایش دهد و فقط میدان را نسبت به حالت غیر چِرپ جابجا می کند درحالیکه پالس با فرکانس متغیر گوسی منفی می تواند دامنه میدان عقبه را بطور قابل ملاحظه ای افزایش دهد. با بهینه کردن پارامترهای موثر در مسئله مانند طول پالس، پارامتر چِرپ و انرژی اولیه الکترونها، شتاب بسته الکترونی شبیه سازی شده است. در حالت یک بعدی غیرخطی با استفاده از پالس لیزری فرکانس متغیر گوسی منفی با شدت ، طول موج و پلاسمایی با می توان الکترونهایی با انرژی اولیه را در طول تقریبی به انرژی نهایی درحدود رساند که معادل با گرادیان شتاب می باشد. علاوه براین با شبیه سازی شتاب الکترونها توسط میدان عقبه درحالت دو بعدی خطی نیز با استفاده از یک پالس لیزری با چِرپ گوسی منفی و شدت ، طول موج و پلاسمایی با چگالی ، توانستیم بسته الکترونی با را به جلوی پالس تزریق کرده و در طول به انرژی نهایی برسانیم که معادل با گرادیان شتاب می باشد. بدین ترتیب هم با محاسبات تحلیلی روی نیروی محرکه پالس لیزری چِرپ شده و هم با حل عددی معادلات تولید میدان عقبه خطی و غیرخطی تاثیر تغییر فرکانس پالس روی شتاب لیزری میدان عقبه پلاسمایی مورد بررسی قرار گرفت.