陈民 教授
激光等离子体物理
激光楼 312
86-21-34204629
minchen@sjtu.edu.cn
Laser plasma interaction, laser plasma wakefield acceleration, laser plasma radiation source, QED-plasma,plasma theory and simulation.

陈民于2002年毕业于中国科学技术大学教改试点班,2007年在中国科学院物理研究所获理学博士学位。2007年受德国洪堡基金资助在亨利希海涅杜塞尔多夫大学从事博士后研究,2009年加入美国劳伦斯伯克利国家实验室,继续从事激光等离子体尾波场加速方面的博士后研究。2012年加入上海交通大学.

2006年以来与合作者共发表学术论文120余篇(包括11篇Physical Review Letters,2篇Nature Photonics, 1篇Light:Science & Applications,1篇Nature Communications),引用率超过2300次,H因子26(Web of Science 查询)。曾获中国科学院杰出科技成就奖(集体),蔡诗东等离子体物理奖,教育部高等学校科学研究优秀成果自然科学二等奖。作为负责人现承担自然科学基金面上项目一项;作为骨干成员,参加国家973A类项目,青年973各一项。已结题自然科学基金青年项目,面上项目,863课题及上海浦江人才项目各一项。

主要研究方向简介:

1、激光尾波电子加速和辐射:利用超短超强激光在等离子中激发出尾波,可以提供高于传统加速器1000倍的强大加速梯度,利用该技术传统公里长的加速器可以缩小到几米的尺度。激光尾波加速被认为是加速技术的革命性突破,有望成为下一代对撞机和桌面型辐射源的加速方案。如今实验已经证明在20厘米长度内,可以将电子从静止加速到7.8GeV能量。在本课题中,我们将重点研究新颖的尾波级联加速方案,以及研究利用少周期激光脉冲驱动的尾波激发理论及其对电子加速的性质。

2、强场QED等离子体物理:面向新一代的激光强度(1023~26W/cm2) ,人类可以探索的物质世界进入了一个前所未有的极端强场领域,激光等离子体物理将扩展到激光真空作用物理。研究极端相对论光强下光与物质及真空的相互作用:包括电子在光场中的康普顿散射、辐射阻尼效应、正负电子对产生和级联,以及暗物质可能候选粒子之一轴子的产生和其对光传输的影响将是本课题研究的主要内容。

3. 相对论激光等离子体高次谐波的产生:超短超强激光与固体靶相互作用时,由于在靶的表面附近存在相对论振荡镜及模式转换等非线性过程,可以产生高达上百次的高次谐波辐射,利用该技术有望获得阿秒脉冲,为超快光学提供极强、极短的脉冲辐射。在本课题中,我们将重点研究利用激光或靶表面性质调控对高次谐波的产生级次,方向及强度实现有效调控,以期获得转换效率更高、方向更好、辐射更亮的高次谐波。

教学及学生培养情况:

承担物理与天文系国际班“经典电动力学”课程;与钱列加教授共同承担致远学院“激光等离子体物理”课程。曾获上海交大烛光二等奖,及上海交大2016年度教学成果(集体)一等奖。指导及协助指导的博士生荣获“王大珩高校学生光学奖”2人次,“蔡诗东等离子体物理奖”2人次,“AMD高性能计算奖”3人次,“IFSA协同创新博士生奖学金一等奖”2人次,“IFSA协同创新博士生奖学金二等奖”1人次,国家奖学金1人次。与高性能计算中心联合指导硕士生获得“Intel-SJTU实习生“六个月培训实习计划,完成粒子模拟程序在INTEL最新一代计算芯片KNL上的MIC程序移植和优化。指导本科生荣获“莙政学者”1人次。现指导本科生科研实践学生3人,已指导完成7人。

本小组招收优秀的博士生,欢迎有编程基础,理论能力强的同学加入!本团队还是国内高校首批入选INTEL并行计算中心的团队https://software.intel.com/en-us/ipcc/centers),希望对程序开发感兴趣的同学加入我们。

 

1、激光尾波加速及辐射:

1) G. Golovin, ..., M. Chen, et al., "Electron Trapping from Interactions between Laser-Driven Relativistic Plasma Waves", Phys. Rev. Lett., 121, 104801 (2018)

2)J. Luo, M. Chen*, et al., "Multistage Coupling of Laser-Wakefield Accelerators with Curved Plasma Channels", Phys. Rev. Lett., 120, 154801 (2018)

3)W. Yan, …, M. Chen, et al., "High-order multiphoton Thomson scattering", Nat. Photonics, 11, 514 (2017)

4)J. Luo, M. Chen*, et al., "A compact tunable polarized X-ray source based on laser-plasma helical undulators", Sci. Rep. 6, 29101, (2016).

5) M. Chen*, et al., "Tunable synchrotron-like radiation from centimeter scale plasma", Light: Science & Applications, 5,e16015 doi:10.1038/lsa.2016.15 (2016)

6) M. Mirzaie, ..., Nasr Hafz+, Min Chen*, et al., Sci. Rep. 5, 14659; doi: 10.1038/srep14659 (2015).

7) M. Zeng, M. Chen*, …, Z.M. Sheng+, et al., Phys. Rev. Lett.,114, 084801 (2015).

8) L.L. Yu, …, M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett., 112, 125001 (2014)

9) G.R. Plateau, …, M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett., 109, 064802 (2012)

 

2、激光离子加速:

1) M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett., 103, 024801 (2009)

2) J.L. Liu, M. Chen*, Z.M.Sheng+,et al., Phys. Rev. Spec. Topics-Acce. Beams, 16, 121301 (2013).

3) M. Chen, et al., Phys. Plasmas, 18, 073106 (2011)

4) M. Chen, et al., New J. Phys., 12, 045004 (2010)

5) M. Chen, et al., Phys. Plasmas, 15, 113103 (2008)

6) M. Chen, et al., Phys. Plasmas, 14, 113106 (2007)

7) M. Chen, et al., Phys. Plasmas, 14, 053102 (2007)

8) T.P. Yu, …, and M. Chen, Phys. Rev. Lett., 105, 065002 (2010)

 

3、激光等离子体相互作用:

1)Z.L. Zhang, Y.P. Chen*, S. Cui, F. He, M. Chen, Z. Zhang, J. Yu, L.M. Chen, Z.M. Sheng*, and J. Zhang, "Manipulation of polarizations for broadband terahertz waves emitted from laser plasma filaments", Nat. Photonics, https://doi.org/10.1038/s41566-018-0238-9 (2018)

2) Z.L. Zhang, Y.P. Chen, M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett.,  117, 243901 (2016) 

3)L.L. Yu, ...,M. Chen, et al., Nat. Commun. 7, 11893 (2016)

4) M. Chen, et al., Phys. Rev. E, 78, 046406 (2008)

5) M. Chen, et al., Phys. Plasmas, 13, 014504 (2006)

6) M. Chen, et al., Opt. Express, 14, 3093 (2006)

7) H.B. Zhuo, …,M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett. 112, 215003 (2014)

8) L.M. Chen, …, M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett., 100, 045004 (2008)

9) Y. T. Li, …, M. Chen, et al., Phys. Rev. Lett., 96, 165003, (2006)

 

4. 辐射阻尼及QED-Plasma物理:

1)W. Luo*, ..., M. Chen*, et al., "QED cascade saturation in extreme high fields", Sci. Rep. 8: 8400, (2018)

2)W.Y. Liu, ..., M. Chen*, et al., Phys. Plasmas, 24, 103130 (2017)

3) T. Yuan, M. Chen*, et al., Phys. Plasmas, 24, 063104 (2017)

4) W. Luo*, …, M. Chen*, Phys. Plasmas, 22, 063112 (2015)

5) M. Chen, et al., Plasma Phys. Control. Fusion, 53, 014004 (2011)