بررسي گسيل فوتون‌هاي پرانرژي در برهمكنش تك پالس و دو پالس متقابل فوق پرتوان ليزر با پلاسما

Investigating high-energy photon emission in the interaction of single-pulse and two counter-propagating pulse ultra-power lasers with plasma

در اين مقاله گسيل فوتون‏ هاي پرانرژي در برهمكنش تك پالس ليزر و دو پالس متقابل ليزر با پلاسمايي با چگالي اوليه نزديك بحراني با استفاده از شبيه سازي ذره در سلول يك بعدي بررسي شده است.شدت ليزرها به گونه‏ اي انتخاب شده است كه پديده الكتروديناميكي گسيل فوتون حائز اهميت باشد.گسيل فوتون در برهمكنش تك پالس با پلاسما در ابتدا با گذشت زمان افزايش و پس از رسيدن به يك مقدار بيشينه روندي كاهشي دارد.در برهمكنش دو پالس متقابل ليزر نيز، گسيل فوتون قبل از برخورد دو پالس مشاهده گرديد و پس از برخورد دو پالس متقابل به يكديگر به مقدار بيشينه خود مي‏ رسد كه نشان دهنده اهميت پراكندگي كامپتون معكوس است.نتايج نشان مي‏ دهد كه بيشينه چگالي فوتون‏ هاي گسيل شده دو پالس متقابل ليزر بزرگتر از تك پالس ليزر است. رفتار تكانه الكترون‏ ها و فوتون‌ها نيز به ازاي برهمكنش تك پالس ليزر و دو پالس متقابل ليزر با پلاسما بررسي شده است.

Abstract- In this paper, the emission of high-energy photons in the interaction of a single laser pulse and two counter-propagating laser pulses with the near critical density plasma has been investigated using 1D particle in cell simulation. The intensity of the lasers is chosen in such a way that the electrodynamic phenomenon of photon emission is important. Photon emission in single pulse interaction with plasma initially increases with time and then decreases after reaching a maximum value. In the interaction of two counter-propagating laser pulses, the photon emission was observed before the collision of two pulses, and after the collision of two counter-propagating pulses, it reaches its maximum value, which indicates the importance of Compton backscattering. The results show that the maximum density of photons emitted two counter-propagating laser pulses is greater than that of a single laser pulse. The momentum behavior of electrons has also been investigated for the interaction of a single laser pulse and of two counter-propagating laser pulses with plasma.