涡旋光驱动等离子体尾场加速电子束的强太赫兹波辐射

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11765018
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    41.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2907.低温等离子体
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to its unique optical properties and promising applications in many fields, the intense Terahertz (THz) wave radiation source is one of the important light sources that people have been pursuing. In the way of intense laser driving, plasma-based intense THz source has been paid considerable attention due to plasma is free of optical damages. This proposal will utilize 3D-PIC to study the THz wave radiation of wakefield accelerating electron beam with vortex laser driving underdense plasma. Though optimizing the laser-plasma parameters to control dynamic processes of the electron beam, the intense THz wave radiation is generated. The mechanism of generating donut wakefield will be explored in the process of vortex laser driving plasma, and the dynamic processes about the energy, total charge, and movement of wakefield-accelerated electron beam be discussed and analysed. The dependence of the THz radiation power on the energy and total charge of the electron beam with helical motion will be emphatically discussed. Through numerically simulate, some fundamental rules will be revealed that THz radiation generate when the vortex laser drive plasma wakefield to accelerate electron beam.
具有独特光学特性、可应用在诸多领域的强太赫兹波辐射源是近来人们所追求的重要光源之一。在超强激光驱动的方式下,由于等离子体具有无损伤阈值的限制,基于等离子体的太赫兹辐射源已受到广泛关注。本项目将利用三维Particle-In-Cell (3D-PIC) 模拟方法对涡旋光驱动欠密等离子体尾场加速电子束的太赫兹发射进行研究。通过优化激光等离子体参数来调控电子束的动力学参量来获得强太赫兹波辐射。探索涡旋光激发等离子体环形尾场的形成机制,讨论和分析尾场加速电子束的能量、总电荷数、运动形态的动力学过程。着重讨论螺旋运动的电子束向外辐射太赫兹的强度与电子束能量、总电荷数的依赖关系。通过数值模拟揭示涡旋光驱动等离子体尾场加速电子束辐射太赫兹波的基本规律。

结项摘要

作为实现强太赫兹(THz)、极紫外(EUV)辐射源的重要途径之一,对激光气体等离子体相互作用的研究受到极大关注。本项目通过软件Vsim的粒子模拟方法研究了涡旋光激发等离子体尾场加速环形电子束的THz辐射过程,结果显示被加速的环形电子束能够产生THz辐射,但通过分析发现辐射的转换效率较低。考虑到静电场能够有效提高THz辐射的转换效率,另外还需要考虑等离子体电离过程的瞬态电流效应,为分析问题方便,我们开发了一维坐标三维速度的粒子模拟源代码(1D3V-PIC)。考虑等离子体中电子碰撞效应对瞬态电流的影响,利用重写的1D3V-PIC代码研究了在非均匀静电场下波纹等离子体产生THz辐射过程,研究发现该方案可以产生频率可调的混频THz辐射。另外,利用1D3V-PIC代码研究了在非均匀静磁场下激光电离气体产生THz辐射的过程,研究发现该方案可以产生可控啁啾的圆极化THz辐射。高次谐波(HHG)是获得EUV辐射源的重要手段之一,我们研究了非对称波形激光驱动氢原子产生HHG频移及控制。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Generating the polarization-controllable THz radiations by incommensurate two-color femtosecond laser fields
通过不相称的双色飞秒激光场产生偏振可控的太赫兹辐射
  • DOI:
    10.1063/1.5093145
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Li Ya Ning;Wang Guo Li;Zhang Lei;Jiao Zhi Hong;Zhao Song Feng;Zhou Xiao Xin
  • 通讯作者:
    Zhou Xiao Xin
An improved method for the investigation of high-order harmonic generation from graphene
研究石墨烯高次谐波产生的改进方法
  • DOI:
    10.1016/j.jid.2016.02.015
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Guan Zhong;Liu Lu;Wang Guo-Li;Zhao Song-Feng;Jiao Zhi-Hong;Zhou Xiao-Xin
  • 通讯作者:
    Zhou Xiao-Xin
三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子产生椭圆偏振的阿秒脉冲
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    原子与分子物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志斌;焦志宏;周效信
  • 通讯作者:
    周效信
Ternary transition metal dichalcogenides for passively Q-switched Er-doped fiber laser applications
用于被动调Q掺铒光纤激光器应用的三元过渡金属二硫属化物
  • DOI:
    10.1016/j.ijleo.2021.168096
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Wei Bo-Ning;Jiao Zhi-Hong;Liu Wen-Jun
  • 通讯作者:
    Liu Wen-Jun
High-order harmonic generation of Li( )with combined infrared and extreme ultraviolet fields
红外与极紫外相结合的Li( )高次谐波产生
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/27/7/073205
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Wang Li;Wang Guo Li;Jiao Zhi Hong;Zhao Song Feng;Zhou Xiao Xin
  • 通讯作者:
    Zhou Xiao Xin

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其他文献

非对称波形激光驱动的氢原子高次谐波频移及控制
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    李鹏程
三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子产生椭圆偏振的阿秒脉冲
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    2020
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    原子与分子物理学报
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    杜进旭;王国利;焦志宏;赵松峰;周效信
  • 通讯作者:
    周效信
优化多色激光场产生单个阿秒脉冲的理论模拟
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    科学通报
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    杜进旭;王国利;焦志宏;赵松峰;周效信
  • 通讯作者:
    周效信

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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