非理想真空下可实现的激光强度上限
等离子体物理
2020-12-01 v1 光学
摘要
完美真空中的激光场强上限通常被认为是 Schwinger 场,对应约10^29 W/cm^2。我们研究了现实非理想真空条件下的此类限制,发现从10^25 W/cm^2起出现强度抑制,若腔中残余电子密度超过10^9 cm^-3,则在10^26 W/cm^2量级呈现上限阈值。这是因为残余电子的存在触发了量子电动力学级联的雪崩,产生大量电子和正电子对。这些轻子由于辐射反作用进一步被束缚在驱动激光场中,显著耗尽激光能量。根据粒子在胞中的模拟和理论分析,给出了可实现的强度与真空度之间的关系。这些结果回答了基于当前真空条件可实现光强的关键问题,并为未来数百拍瓦级激光发展提供了指导。
引用
@article{arxiv.2011.14656,
title = {On the upper limit of laser intensity attainable in non-ideal vacuum},
author = {Yitong Wu and Liangliang Ji and Ruxin Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.14656},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 4 figures