[發(fā)明專利]強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910851942.3
• 申請(qǐng)日: 2019-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112558136A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘆毅;劉益銘;朱子涵;田友偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/29
• 分類號(hào): G01T1/29;G01T1/36;G01T5/02;G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 南京正道智華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32396
• 代理人: 施翔宇

1.一種強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，包括：

采用Matlab三維編程模擬方法通過(guò)跟蹤每個(gè)電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，模擬高能電子全空間運(yùn)動(dòng)軌跡，用于處理激光脈沖與高能電子相互作用過(guò)程的非線性過(guò)程，

其中，所述強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的理論和數(shù)值模擬依據(jù)，基于Matlab編程的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的全時(shí)間和全空間特性的獲得。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，所述強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的理論和數(shù)值模擬依據(jù)，獲取的方法包括：

利用圓偏振激光脈沖對(duì)電子加速的原理，精確求解電子運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論方程及激光的電磁理論的方程，得到高能電子運(yùn)動(dòng)軌跡的全空間方程和能量增益方程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，所述強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的理論和數(shù)值模擬依據(jù)，獲取的方法包括：

應(yīng)用有限元方法正確的求解Maxwell方程、拉各朗日方程和全時(shí)間電子的運(yùn)動(dòng)方程，能量增益方程和所述高能電子運(yùn)動(dòng)軌跡的全空間方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，采用Matlab三維編程模擬方法通過(guò)跟蹤每個(gè)電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，模擬高能電子全空間運(yùn)動(dòng)軌跡，處理激光脈沖與高能電子相互作用過(guò)程的非線性過(guò)程，包括：

在理論的基礎(chǔ)上建立單電子模型，強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的過(guò)程中不同激光束腰半徑、不同電子初始速度對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，

通過(guò)改變束腰半徑和電子初速度的參數(shù)，得出大量的電子運(yùn)動(dòng)軌跡圖形及能量譜圖形，通過(guò)對(duì)圖形變化趨勢(shì)及參量的分析得出束腰半徑和電子初速度對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡和能量產(chǎn)生的影響，

其中所述參量至少包括：螺旋運(yùn)動(dòng)半徑，中心點(diǎn)位置，能量值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，包括：

研制三維相對(duì)論Matlab程序，采用9點(diǎn)微分算子法以提高數(shù)值精度，并采用近似矩陣因子分解法來(lái)降低存儲(chǔ)量和計(jì)算量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，包括：

通過(guò)獲得的基于Matlab編程的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的全時(shí)間和全空間特性，為實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行全時(shí)間和全空間基于Matlab編程的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)提供理論和數(shù)值模擬依據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，包括：

采用控制變量法，分別改變激光束腰半徑和電子初速度得到大量的電子運(yùn)動(dòng)軌跡圖形。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，采用控制變量法，分別改變激光束腰半徑和電子初速度得到大量的電子運(yùn)動(dòng)軌跡圖形時(shí)，還包括：

在同一電子初速度條件下，當(dāng)所述激光束腰半徑大于15并逐漸增大時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)軌跡逐漸趨于穩(wěn)定。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，采用控制變量法，分別改變激光束腰半徑和電子初速度得到大量的電子運(yùn)動(dòng)軌跡圖形時(shí)，還包括：

在所述電子初速度與激光場(chǎng)方向相反時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)軌跡波動(dòng)小且較為集中，

在同一所述激光束腰半徑的條件下，隨著電子反向初速度的增加，達(dá)到如下臨界狀態(tài)：

當(dāng)自身速度u_z0＝-0.80c時(shí)，電子螺旋運(yùn)動(dòng)的起始位置與終止位置重合；

當(dāng)自身速度u_z0＝-0.86c時(shí)，出現(xiàn)單電子耦合現(xiàn)象；

當(dāng)自身速度u_z0＝-0.90c時(shí)，耦合現(xiàn)象消失，電子將一直沿初速度方向運(yùn)動(dòng)；

其中c為光速。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)激光脈沖與高能電子對(duì)撞的三維立體探測(cè)的處理方法，其特征在于，包括：

通過(guò)改變激光脈沖的束腰半徑和電子的初速度，用以控制電子運(yùn)動(dòng)軌跡。