通过离子运动实现极强激光在等离子体中的导引传播

即将建成的 $10-100$ 拍瓦激光装置可能提供强度空前达到 $10^{22}-10^{25}\rm~W cm^{-2}$ 的激光脉冲，可在等离子体中触发各类非线性量子电动力学过程。在此类高强度下实现有效的激光等离子体相互作用，激光导引传播至关重要。然而，由于激光有质动力导致电子空化，通常借助等离子体电子对激光场的响应已无法达成导引。在此，我们发现离子对激光场的响应可在此类高强度下有效导引激光传播。给出了所需离子密度分布与激光功率的相应条件，并经三维粒子网格（particle-in-cell）模拟验证。我们的理论将为涉及超高强激光的未来实验设计提供指导。