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上海交通大学陈民教授和翁苏明特别研究员来我院进行学术交流和讨论

[发布单位:    来源:物理与电子工程学院    发布时间:2019-04-29]


4月26日下午,应物理与电子工程学院、甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室、国家基金委西北师范大学理论物理学术交流平台、激光等离子光谱甘肃省国际科技合作基地邀请,上海交通大学陈民教授和翁苏明特别研究员来我院进行学术交流和讨论并分别作了题为“基于激光尾波的加速和辐射研究进展”和“等离子体磁光学—利用强磁场操控高功率激光脉冲及其与等离子体相互作用”的学术报告。报告在9号楼A区701会议室举行,由物理与电子工程学院薛具奎教授主持,物理与电子工程学院老师、研究生共70余人参加报告会。在报告会之前,学院部分相关老师和两位专家就我院和上海交通大学在激光等离子体方面的合作与交流和研究生培养等方面进行了热烈交流与座谈。

报告中,陈民教授详细地介绍了啁啾脉冲放大(CPA)技术以及技术对具有相对论强度的超短超强激光的促进作用。该类型激光在气体等离子中可以激发出强的等离子体波,具有比传统射频加速器高出1000倍的加速梯度,有望成为下一代粒子对撞机和辐射源的加速机制。并在本报告中简要介绍了上海交通大学激光等离子体实验室的发展,以及近年来上海交大在激光尾波加速高品质电子注入、高能级联加速和高效受控辐射方面的最新进展。其中,激光尾波加速中的高品质电子注入的实现主要包括激光自演化导致离化注入自截止方案、双色光场离化控制注入长度方案以及一种全新注入机制:碰撞尾波注入方案。目前,激光尾波加速的级联方案主要由等离子体镜和透镜方案组成,但存在实验装置结构复杂、效率低等一系列缺点。本报告介绍了一种基于弯曲等离子体通道的级联加速的全新级联方案克服了传统级联加速方案的缺点,并获得了国内外相关专家高度认可。此外,通常尾波加速中的电子辐射机制存在电子振荡周期幅度变化大、辐射可调谐性差、尺度大和耦合困难等一系列困难。他们提出的等离子体波荡器方案主要是通过利用等离子体通道实现激光、尾场、电子束在等离子体通道中的整体振荡,从而有效的控制振荡幅度和振荡周期来实现高效的波荡辐射。最后,介绍了未来激光尾波加速主要应用的挑战,并期待与西北师大开展广泛的实验和理论方面的合作。


翁苏明特别研究员重点介绍了随着激光峰值功率的不断提高,对高功率激光脉冲的产生以及操控的主要困难和挑战。这是因为传统的固体光学元器件必须随着激光峰值功率的提高而不断地增大口径,以保证单位面积上的激光能量密度低于光致损伤阈值。一般情况下,拍瓦级的高功率激光装置已经需要配套的光学元器件口径达到米量级。如此大口径的光学元器件不仅制造成本高昂,往往还需要很长的加工周期,并且在技术上也是极具挑战的。与固体光学元器件相比,基于等离子体的光学元器件具有极高的光致损伤阈值,这为产生以及操控超高功率的激光脉冲提供了一套非常具有吸引力的解决方案。而磁光学方法作为经典的光学操控和测量手段,一直在电磁波的偏振和相位调制以及磁场测量等方面具有广泛的应用。翁苏明特别研究员及其研究小组将等离子体光学与磁光学的优势相结合,提出了等离子体磁光学的概念,基于此可设计一系列调制超高功率激光脉冲的偏振、相位、强度等参数的方案。本报告中,介绍了两种产生超高功率圆偏振激光脉冲的方案,所产生的超高功率的圆偏振激光脉冲在激光驱动的离子加速等方面具有重要的应用。此外,还介绍了强磁场对激光等离子体相互作用的影响,特别是对激光尾波场电子加速的影响。

报告人简介:

陈民,上海交通大学物理与天文学院教授、博士生导师。2002年9月毕业于中国科学技术大学教改试点班,2007年9月在中国科学院物理研究所获理学博士学位。2007年十月受德国洪堡基金资助在亨利希海涅杜塞尔多夫大学做博士后研究,2009年十月加入美国劳伦斯伯克利国家实验室,从事激光等离子体尾波场加速方面的博士后研究。2012年7月以特别研究员身份加入上海交通大学, 2013年入选上海市浦江人才计划。2017年12月通过校长聘考核,聘任为上海交通大学长聘副教授,2018年7月被聘任为上海交通大学教授。

近年来工作主要集中在激光加速及辐射方面,包括:研究了激光尾波加速中的离化注入方案,大大降低了尾场加速电子注入的难度,与合作者一起提出了若干改进方案,使得离化注入电子束在能散和发射度品质方面比已有方案提升一个量级;提出了基于弯曲等离子体通道的激光尾波加速级联方案,使得电子束注入效率和品质大幅提高;提出了基于等离子体通道的等离子体波荡器方案,使得激光尾波辐射在偏振、频谱等方面的可调谐性大大增加;提出了束靶匹配方案,使得激光固体靶离子加速在能散和发射度品质大幅提升。迄今与合作者共发表学术论文140余篇(包括11篇Physical Review Letters,2篇Nature Photonics, 1篇Light:Science & Applications,1篇Nature Communications, 1篇PNAS),引用率超过2400次,H因子27(Web of Science 查询)。曾获香港求是基金会杰出科技成就集体奖,上海市自然科学一等奖(排名第二),中国科学院杰出科技成就奖(集体),蔡诗东等离子体物理奖,教育部自然科学二等奖。

翁苏明,上海交通大学物理与天文学院特别研究员、博士生导师。2003年本科毕业于南开大学物理学院、数学学院,获双理学学士学位,2009年获中科院物理研究所光学博士学位,2009-2011年获得德国洪堡基金会支持在达姆斯塔特工业大学从事博士后研究工作,2011-2014年获得日本JSPS基金会支持在大阪大学从事博士后研究工作,现为上海交通大学物理与天文学院特别研究员、博士生导师。研究方向与兴趣包括:强激光与等离子体相互作用、等离子体光学以及实验室天体物理等,并在国际期刊Phys. Rev. Lett., New J. Phys., Optica 和Phys. Plasmas上发表了一系列高水平论文。

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