双束对射激光驱动超薄靶的超短脉冲中子源

使用粒子模拟程序和蒙特卡罗方法研究了双束对射圆极化激光与超薄氘靶相互作用中氘氘聚变反应产生中子的过程.研究发现,由于净光压和横向不稳定性发展的差异,激光电场矢量旋转方向和初始相对相位差对氘靶压缩及中子特性有重要影响.选择相对相位差为0且电场矢量旋转方向相同的双束光,可获得最高的中子产额;而采用相对相位差为0.5π或1.5π 且电场矢量旋转方向不同的对射光,中子具有定向的空间分布.对于强度为1.23 × 1021 W/cm2、脉宽为33 fs、相对相位差为0.5π的左旋光和右旋光,可获得产额为8.5 × 104 n、强度为1.2 × 1019 n/s、脉宽为23 fs、前冲性较好且分布可调谐的脉冲中子源.