短脉冲强激光驱动的导向性电磁放电脉冲：表征与建模
等离子体物理
2023-01-23 v1
摘要
强电磁脉冲(EMP)由强激光与固体密度靶相互作用产生，并可由靶的几何结构引导，特别是通过到地的导电连接。我们通过对沿包含线圈的导线传播的、由 0.5 ps、50 J、1e19 W/cm2 激光脉冲驱动的导向性电磁放电脉冲进行时间分辨与空间分辨质子偏转测量，给出了实验表征。质子偏转测量数据首先可时间分辨出由激光驱动靶带电产生的 EMP，随后分辨出经由导电靶柄从地返回的 EMP。两个 EMP 的典型持续时间均为数十 ps，对应于 kA 量级的电流以及多个 GV/m 的电场幅度。靶杆中的亚毫米线圈由于磁场和电场的共同贡献，对探测质子产生透镜效应。以此方式，10 MeV 能量范围的质子在厘米尺度距离上被聚焦。实验结果得到解析建模和高分辨率数值粒子在胞(PIC)模拟的支持，揭示了可能存在的表面等离子体，其参数决定了非线性传播 regime 下放电脉冲的色散。
引用
@article{arxiv.2209.00272,
title = {Guided Electromagnetic Discharge Pulses Driven by Short Intense Laser Pulses: Characterisation and Modelling},
author = {M. Ehret and M. Bailly-Grandvaux and Ph. Korneev and J. I. Apiñaniz and C. Brabetz and A. Morace and P. Bradford and E. d'Humières and G. Schaumann and V. Bagnoud and S. Malko and C. Matveevskii and M. Roth and L. Volpe and N. C. Woolsey and J. J. Santos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00272},
year = {2023}
}