強場激光物理

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《強場激光物理》，沈百飛 著，出版社： 科學出版社。

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目錄

內容簡介

《強場激光物理》主要介紹超強超短激光與等離子體相互作用的基本理論和實驗方法，重點為強場激光的相對論效應和量子電動力學效應。前三章為一些理論介紹，包括強場激光、強激光與電子、原子和團簇相互作用以及等離子體物理基礎理論；第4、5章分別為強激光與稀薄等離子體和固體靶相互作用；第6章簡單介紹傳統加速器和高能粒子束，為後面幾章作準備；第7～9章為強場激光的重要應用，即強激光驅動的高能電子束、高能離子束和強輻射源；第10、11章為強場激光在等離子體和真空中的量子電動力學效應；第12章介紹激光核物理。

目錄

前言

第1章強場激光1

1.1光子1

1.2光波2

1.3光場的量子化3

1.4短脈衝激光7

1.5啁啾脈衝放大9

1.6激光模式11

1.6.1高斯激光11

1.6.2貝塞爾光14

1.6.3拉蓋爾-高斯光15

1.6.4矢量光21

1.7激光縱向場22

1.8非理想光束和多模激光23

1.9激光對比度25

1.10激光的相干性26

1.11強場激光的發展趨勢28

第2章強激光與電子、原子和團簇相互作用33

2.1相對論協變描述33

2.2電磁相互作用基本理論34

2.2.1洛倫茲規範35

2.2.2庫侖規範36

2.2.3激光的能量、動量和角動量36

2.2.4電磁場中電荷運動的基本方程40

2.2.5坐標變換和洛倫茲變換42

2.3帶電粒子在恆定磁場中的運動43

2.3.1迴旋運動44

2.3.2漂移運動45

2.3.3絕熱不變量47

2.3.4縱向不變量和費米加速50

2.3.5磁譜儀51

2.4電子在電磁場中的運動51

2.5激光驅動電子加速（非尾場）56

2.5.1稀薄等離子體中電子加速56

2.5.2平面激光對電子薄層的加速57

2.5.3非平面光束驅動電子加速58

2.5.4真空加速的一般性討論58

2.6強激光與原子相互作用59

2.6.1光場電離59

2.6.2氣體高次諧波62

2.7強激光與團簇相互作用64

2.8強激光與原子核相互作用67

第3章等離子體物理基礎理論68

3.1等離子體的重要特性68

3.1.1德拜長度69

3.1.2等離子體鞘層70

3.1.3耦合等離子體71

3.1.4碰撞頻率72

3.1.5等離子體頻率76

3.1.6電離與複合78

3.1.7薩哈平衡79

3.2等離子體描述方法80

3.2.1單粒子軌道80

3.2.2粒子模擬80

3.2.3等離子體的動理學描述82

3.2.4等離子體流體方程84

3.2.5相對論磁流體方程86

3.2.6物態方程90

3.2.7等離子體流體數值模擬90

3.3磁化等離子體91

3.3.1廣義歐姆定律92

3.3.2磁化等離子體的.值92

3.3.3磁凍結和磁擴散93

3.4等離子體中的波95

3.4.1色散關係和介電張量95

3.4.2電子等離子體波97

3.4.3離子聲波99

3.4.4磁聲波101

3.4.5阿爾芬波102

3.5流體不穩定性103

3.5.1瑞利-泰勒不穩定103

3.5.2.箍縮和Z箍縮106

3.5.3臘腸和扭*不穩定性108

3.6動理學不穩定性109

3.6.1粒子-波相互作用109

3.6.2韋伯不穩定性110

3.6.3其他不穩定性114

3.7自相似模型114

3.7.1等離子體膨脹114

3.7.2爆轟波116

第4章強激光與稀薄等離子體相互作用118

4.1強激光在等離子體中的傳輸方程118

4.1.1基本方程118

4.1.2等離子體對弱激光場的線性響應119

4.1.3相對論強激光的傳輸方程120

4.1.4激光在等離子體中傳輸的色散關係120

4.1.5相對論自透明122

4.1.6慢變振幅近似122

4.1.7准穩態近似122

4.2激光的傳輸123

4.2.1高斯激光在真空中的傳輸123

4.2.2激光在氣體中的傳輸125

4.2.3激光在磁化等離子體中的傳輸128

4.2.4法拉第旋轉130

4.3相對論冷等離子體流體方程131

4.3.1一維相對論冷等離子體133

4.4激光的縱向調製與孤子136

4.5激光的橫向調製與自聚焦138

4.5.1等離子體密度擾動引起的自聚焦138

4.5.2相對論自聚焦139

4.5.3激光在預等離子體通道中的傳輸142

4.5.4激光等離子體通道間的相互作用143

4.6參量過程144

4.6.1三波耦合的一般理論144

4.6.2受激拉曼散射145

4.6.3相對論激光的拉曼散射150

4.6.4渦旋激光的受激拉曼散射151

4.6.5受激拉曼散射的抑制152

4.6.6雙等離子體波衰變157

4.6.7受激布里淵散射159

4.7等離子體光柵161

第5章強激光與固體靶相互作用162

5.1激光固體等離子體相互作用中的基本物理過程162

5.2一維非均勻等離子體的WKB解163

5.2.1s偏振斜入射165

5.3強激光與固體薄膜相互作用166

5.3.1圓偏振相對論激光在稠密等離子體中傳輸的解析解166

5.3.2相對論透明169

5.3.3薄膜靶產生少周期相對論激光脈衝171

5.3.4兩束激光與薄膜靶相互作用172

5.3.5相對論激光與雙靶的相互作用172

5.4臨界密度附近的激光等離子體加熱172

5.4.1光陰極發射172

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