【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在利用相對論拉蓋爾高斯(LG)激光實現電子束加速和密度調制方面取得重要進展，相關成果以High-gradient modulation of microbunchings using a minimized system driven by a vortex laser為題，發表于Chinese Optics Letters。
近年來，隨著基礎科學領域對高質量電子束或輻射束的需求不斷增加，科學家提出并實施了許多提升電子束品質的方法。隨之而來的便是時間和空間分辨率的提升。隨著激光調制并加速電子束等各類方案的提出，LG激光以其獨特的空間分布特征對電子束的調制特性受到越來越多的關注。
研究團隊將LG激光模式拓展到了相對論領域，采用超強LG激光特有的中空光場結構產生實現了橫向電子箍縮，同時利用縱向電場進行加速，最終在三維粒子模擬(particle-in-cell, PIC)中獲得了具有縱向密度分布的高能電子串，可用于超快x射線輻射和阿秒電子衍射等潛在研究領域。
該項研究基于前期課題組超強渦旋激光(LG)激光技術的研究[Phys. Rev. Lett.122, 024801 (2019); Phys. Rev. Lett. 125, 34801 (2020)]，進而在相對論領域，探討了基于反射式、大尺寸的反射式相位板所產生的超強LG激光在電子束空間調制的應用，為超強渦旋激光驅動電子加速和空間密度調制提供了新的思路，此外，還有望為高能輻射，超快動力學探測以及等離子體新物理等方向提供新的思路。
圖1. LG激光調制電子束示意圖(a)以及LG激光光場空間分布特征(b)
相關研究得到了中國科學院前沿科學重點研究計劃項目基金、國家自然科學基金(面上項目、重大研究計劃重點項目)、上海市自然科學基金等的支持。
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