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有质动力排斥:迈向创建无电子体积

仪器与探测器 2025-05-08 v1 应用物理 等离子体物理

摘要

我们描述了一种原型方法的演示,该方法旨在清除激光焦体积中的自由电子并使其原子和分子源失效。在实验中,我们采用两个时间上分离、共线传播的脉冲,利用泵浦-探测设置。泵浦脉冲电离低密度气体,并从其焦体积中排出自由电子和新生的电子。探测脉冲穿过同一焦体积,排出任何剩余的自由电子和由探测脉冲诱导的新生电子。我们通过使用图像板捕获被排斥电子的空间分布,同时改变泵浦和探测脉冲之间的相对强度和时间延迟,来评估该方法的有效性。当我们在探测脉冲前300飞秒注入泵浦脉冲时,我们发现电子空间分布显著改变且产额被抑制,证明了有质动力排斥是有效的。然而,当我们将泵浦和探测脉冲之间的时间间隔设置为150飞秒时,产额反而增强了。模拟显示,这种增强是由于聚焦泵浦脉冲的艾里环将电子向内推向传播轴所致。我们的结果表明,空间重叠波动以及更强的探测脉冲在泵浦脉冲清除体积之外产生电离,阻碍了焦体积电子的完全清除。我们讨论了减轻这些障碍的方法,并提出了替代的双光束配置以实现更高效的焦体积清除。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.04582,
  title  = {Ponderomotive-expulsion: toward creating an electron-free volume},
  author = {Smrithan Ravichandran and Teresa Cebriano and José Luis Henares and Cruz Mendez and José Antonio Pérez-Hernández and Luis Roso and Robert Fedosejevs and Wendell T. Hill},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04582},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 6 figures, submitted to Physics of Plasmas