16360

16360

مطالعه تزريق خارجي الكترون به موج عقبه پلاسما با استفاده از كد OOPIC

كارشناسي ارشد

اتمي مولكولي

آذر 1395

دكتر اسماعيل اسلامي

فيزك

چكيده امروزه نياز محققان به توليد پرتو الكتروني با انرژي بالا براي آزمايش‌هاي تحقيقاتي باعث پيشرفت عملكرد شتاب‌دهنده‌ها شده است. به دليل محدوديت‌هاي شتاب‌دهنده‌هاي كلاسيكي در سالهاي اخير تلاش‌هاي بسياري در جهت پيشرفت فرايند شتاب‌دهي انجام شده كه كارآمد‌ترين آنها شتاب‌دهنده‌هاي ليزر پلاسمايي است. ميدان نيروي شتاب‌دهي در اين شتاب دهنده‌ها، ميدان عقبه تشكيل شده پشت پالس ليزر در محيط پلاسما است. تزريق دسته الكترون نقشي حياتي براي توليد پرتو الكترون با كيفيت بالا در شتاب‌دهنده‌هاي ليزر پلاسمايي دارد. اين پايان‌نامه به مطالعه تحليلي ميدان عقبه پالس ليزر در محيط پلاسما با استفاده از معادلات هيدروديناميكي و مدل‌سازي محيط پلاسما با روش ذره در جعبه مي‌پردازد. همچنين ديناميك تزريق و به دام افتادن دسته الكترون در ميدان عقبه با استفاده از تحليل هاميلتوني مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در ادامه تزريق خارجي دسته الكترون به ميدان عقبه تحت زاويه α نسبت به محور انتشار پالس ليزر و در جلوي آن ، با استفاده از كد OOPIC شبيه‌سازي مي‌شود. در پايان نتايج مربوط به شتابدهي دسته الكترون‌ها مورد بحث و بررسي قرار مي‌گيرد. واژه‌هاي كليدي: برهم‌كنش ليز و پلاسما، شتاب‌دهنده ليز-پلاسما، ميدان عقبه، تزريق خارجي الكترون،

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Nowadays researcher's need for producing electron beams with high energy in order to research trails is caused progress in accelerator's function. Due to limitations in classical accelerators, in recent years many efforts have been done for making progress in accelerating process that the more efficient way is laser plasma accelerator. Accelerator's field in this accelerators is wake field created after laser pulse in plasma environment. Injection of electron bunch has an important role for producing high quality electron beam in plasma accelerators. This thesis will pay to analytical study of laser wake field in plasma by using hydrodynamic equations an​d modeling plasma environment using particle in cell methodemeans. Also, injection dynamics an​d electron bunch trapping is investigated by Homiltonian analysis. Further, simulating external injection of electron bunch by angle of α to laser pulse transfer at the front of it into wake field are modeled by use of OOPIC code, an​d finally results of accelerated electron bunch are investigated. Keywords: laser-plasma interaction, laser-plasma accelerator, wake field, External injection of electrons