[发明专利]一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统

权利要求书

1.一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述系统包括高重频激光器、气体靶、偏转磁场以及测试靶；

所述高重频激光器产生kHz的高重频激光，所述高重频激光沿所述气体靶的轴线射入所述气体靶；所述高重频激光将气体靶中的气体分子电离成等离子体，高重频激光有质动力使等离子体内的电子产生振荡，激发等离子体波形成电子空泡结构；电子空泡结构壳层的回流电子注入到空泡结构的内部并加速，得到能谱为指数下降分布的电子束；

所述电子束经过偏转磁场的偏转作用分离除去透射的激光束，得到能与测试靶作用的空间电子模拟环境，从而获得空间电子与物质相互作用的实验结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，还包括用于产生气体靶的气体喷嘴；所述气体喷嘴为亚声速或超声速喷嘴。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述高重频激光器产生kHz的高重频激光，两束激光之间的间隔为0.001s；激光能量范围1mJ至100mJ。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述高重频激光将气体靶中的气体分子电离的等离子体内电子的密度为5×10²⁵个/m³至9×10²⁵个/m³。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述气体靶采用He或者H₂气体。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述高重频激光将气体靶中的气体分子电离的等离子体内电子的密度分布为沿高重频激光传播方向上呈梯形分布或高斯分布。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述气体靶长度为100～300μm。

8.根据权利要求7所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述气体靶长度为100μm，前20μm气体靶中的气体密度为均匀上升，最后20μm气体靶中的气体密度为均匀下降。

9.根据权利要求1所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述电子束经过偏转磁场后的发散角在30°以内。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于激光尾波场加速的空间环境模拟系统，其特征在于，所述空间电子模拟环境中电子的最大能量为10MeV量级，电子通量为百纳库伦每秒，且能谱图像呈指数下降型。