相对论飞秒激光与等离子体相互作用过程中的电磁孤立子研究

当相对论强度激光脉冲与等离子体相互作用时，强的有质动力效应和相对论效应将导致许多非线性现象的产生，其中激光尾场中的相对论电磁孤立子的形成是重要的非线性现象之一，其形成和发展对相对论飞秒激光在等离子体中的传输、能量耗散和大幅度尾场的激发都有重要影响，特别是作为一种重要的激光等离子体相互作用耗散机制还未被人们充分认识。目前这方面的研究主要集中在理论模拟方面，由于实验和诊断方法等方面的条件所限，实验研究很少。本项目将结合理论模拟和实验开展相对论飞秒激光在无碰撞等离子体中电磁孤立子的形成条件、发展过程及孤立子特征等方面进行深入研究。这方面的深入研究，特别是从实验上检验理论的正确性，不仅对孤立子理论本身而且可加深激光等离子体相互作用的能量耗散机制的认识。这不仅有重要的学术意义，而且在激光聚变、激光尾场加速器等方面有重要的潜在应用。

本课题从理论模拟以及实验研究两方面入手，对电磁孤立子形成物理机制及物理规律进行了系统研究，并通过光学方法探测到了相对论强激光与次稠密等离子体相互作用中形成的宏观电磁后孤立子，首次在实验中观察到了电磁孤立子现象对超短脉冲激光自聚焦传输的影响，同时，开展了质子束探测电磁孤立子方面的研究工作,掌握了利用质子束照相及光学方法探测电磁孤立子的实验方法,获得了等离子体中孤立子云的图像。发表学术论文多篇，完成GF报告一篇。