王 琦* 谭阳春 刘梦凡 周 欢 杨宏莎 侯美静

（ 湖南科技大学 物理与电子科学学院，湖南 湘潭411201）

1 概述

近年来，随着激光脉冲放大技术的发展，如在啁啾激光脉冲放大技术发展的基础上，可以获得超强超短激光脉冲，通过该激光脉冲与等离子体间的相互作用，粒子可以在较短的距离被加速并获得较高的能量[1]。激光驱动等离子体中的电子和离子加速因其在实现小型超高能粒子加速器方面的潜力而受到广泛关注[2]。激光尾波场加速机制，当合适参数下的超强超短激光脉冲与近临界密度的等离子体相互作用时，电子被激光脉冲的有质动力推开,形成中心电子密度很低，上下部分密度和前端密度较高的空泡结构, 部分电子可以被该空泡结构捕捉从而获得较高的加速梯度，其能量可以达到GeV/m[3]。在一定条件下，该加速机制提供的电场力足够强时，质子也可以被该空泡结构捕获加速，从而获得较高的加速梯度，且质子的最大能量可以达到数GeV[4]。

2 模拟参数设置

图1 电子、氦离子、氚离子分布图（a）(b)电子分别在50T0 和550T0 时的分布；（c）氦离子在550T0 时的分布；(d)氚离子在550T0 时的分布。

3 模拟结果与分析

图1 为电子、氧离子和氚离子在不同时刻的密度分布图。图1(a)为当超强超短激光脉冲在混合等离子体通道中传播t =50T0处的电子分布图，电子受到激光脉冲有质动力的影响被推动，向前方和两边运动，形成中间密度低，前端和上下两端密度较高的空泡结构，且该空泡结构的尺寸大小受到激光脉冲焦斑大小的影响，空泡半径略大于激光脉冲的焦斑半径。……