靶的原子成分对飞秒激光等离子体非相干硬X射线的影响

提高飞秒稠密激光等离子体硬 X射线产额方面的研究对于高时间分辨 X射线光谱学、稠密等离子体低核能级的激发和非线性 X射线光学必需的非相干 X射线超短脉冲振荡是有意义的。靶面激光特性 (强度、脉宽和衬比度 )的最佳化和靶材原子序数的最佳选择都可提高X射线振荡的效率。激光辐射转化为软 X射线辐射 (量子能1 .2 ke V以下 )与靶物质原子序数 Z关系的研究已有报道。业已查明 ,软 X射线脉宽与靶类型关系不大 ,约为 4～ 6 ps。 0 .8～ 1 .2ke V范围等离子体的发光度也与靶类型关系不大 ,但是 2 0 0～ 30 0 e V范围内的能量转换效率却有 …     

一种新型的紫外激光探针研制成功

紫外激光探针是研究激光等离子体冕区相互作用的重要诊断工具之一.我们在中国科学院上海光机所高功率激光物理实验室六路激光打靶装置上建立了一种新型的波长为266nm紫外激光靶针系统,初步利用它测量了玻璃微球靶和微管镁靶的激光等离子体电子密度的空间分布和时间发展过程.可见光探针由于波长较长,在等离子体中的拆射效应明显,故一般只能测量临界密度以下的电子密度,难以适应冕区物理研究的需要.1980年美国利弗莫尔实验室首次研制成1.06μm光四倍频的紫外激光探针,但总转换效率较低,尤其是通过ADP晶体后级信频的转换效率仅达5%.     

用于测量激光烧蚀下靶材获得冲量的方法

强激光与固体靶物质相互作用产生的等离子体膨胀对靶有强烈的反冲作用,这就是激光等离子体推进的基本思想。固体靶获得冲量大小的测量在研究冲量传递效率过程中有重要作用。采用一种悬摆法和光电测速法相结合的测量方法对激光等离子体膨胀时靶摆动的周期、角速度进行了实验测量,结合测试装置的几何结构和流体力学理论得到了有空气阻力影响下靶的摆动方程,并将实验测量的靶摆动周期与由摆动方程计算的结果进行了比较,两者之间的相对误差小于0．5％,即这一摆动方程能较精确地描述靶的摆动过程,采用此摆动方程和实验测量的靶摆动角速度求得了靶的冲量。理论和实验研究结果表明该测试方法具有结构简单、操作方便、测量精确度高等特点。     

一种进行激光等离子体通道实验的设计

利用一束激光产生等离子体通道,进而使点火激光能顺利到达高密度区是快点火理论中实现点火的一个重要过程。提出了一种利用神光Ⅱ的二路装置产生通道的设计。该设计将其中一路长脉冲激光(350 ps,1.053μm)辐照靶箔产生等离子体,用另一路短脉冲激光(1 ps,1.053μm)在上述预等离子体中打通道,并将后者的一部分激光经分离和四倍频(0.263μm)后作探针光,采用Normaski型偏振干涉系统对通道等离子体电子密度分布进行干涉诊断测量的实验研究设计。     

激光预脉冲对双层靶LPX辐射特性的影响

以激光产生的等离子体作为短波激光的激活介质,是目前实现X射线激光最有希望的方案之一,早在1985年,美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)的D.L.Matthaws等人首次观察到了硒等离子体介质中类氖离子的20.9nm和20.6nm跃迁的短波激光输出,这给许多实验室X射线激光研究带来了新的生机。继后许多实验报道了他们利用各种机制所取得的结果,目前认为最有希望的泵浦机制是电子碰撞激发和碰撞复合,相应地它们对激光条件和靶的结构要求是不同的。为此,我们在文献[3]中已较系统地研究了激光与高、中和低Z元素靶相互作用的辐射特性,在文献[4]中研究了激光产生的等离子体基本参数和分布特性,在文献[1]中研究了不同结构靶对短波域粒子数反转的影响。本文是在上述工作的基础上,进一步深入地研     

朗缪尔探针诊断脉冲激光锡等离子体特性

激光作用锡靶等离子体极紫外光转换效率与等离子体特性密切相关。为了对等离子体特性进行诊断,设计了一种用于激光等离子体诊断的朗缪尔探针,取得了不同激光能量下产生的锡等离子体电子温度与电子密度的时间演化。结果表明,能量为58.1mJ的激光产生的等离子体峰值电子密度约为4.5×1011cm-3,最大电子温度为16.5eV,均随激光能量减少而降低,与发射光谱法所测的电子温度演化趋势一致。该研究为激光等离子体极紫外光源提供了一种新的简单快速诊断方法,有利于对激光等离子体的极紫外光源的参量进行优化。     

离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响

为研究激光等离子体冲击波力学效应受入射激光及环境因素的影响,利用波长1．06μm,脉冲能量320 mJ,脉宽10 ns的Nd;YAG激光作用在Al靶上,研究了冲量耦合系数(C_m)和离焦量(Z)之间的关系。实验发现在1．01×10~5 Pa情况下,初始时C_m随Z增大而增大,到Z=-12 mm附近达到最大值;而后C_m随Z增大而减小。在4000 Pa时,C_m随Z的变化关系与1．01×10~5 Pa时相似,但峰值位置后移。离焦量不同时,由于作用激光的功率密度不同而影响等离子体屏蔽效果;光斑大小不同将影响稀疏波作用,且离焦量正负不同时激光等离子体冲击波对靶的作用机制也明显不同,这些因素决定了离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响。     

高功率YAG激光作用于金属靶的力学响应

在本文中首先分析了激光和靶材相互作用过程中等离子体形成、靶表面压力产生和靶冲量传递,并应用一低能量高功率1.06μmYAG激光作用于不同靶材表面,采用摆偏技术测量了靶表面的位移,获得了不同条件下的靶冲量和冲量耦合系数.     

激光对CO_2激光器中电子能量分布的影响

Nighan利用已知的电子-分子碰撞截面数据,计算了在CO_2-N_2-He混合气体中的电子能量分布函数,同时研究了电子的跃迁速率,在此基础上研究了电子-分子能量变化过程与激光的关系。他的结论是激光对电子能量分布影响不大。但是,Bletzinger得出了相反的结论,他在CO_2-N_2-He混合气体放电实验中观察到了激光对电子能量分布的烧蚀效应。尔后Avivi用置于等离子体中的电探针的伏安特性曲线,研究了激光对电子能量分布的影响。实验结果表明在2电子伏附近,激光使电子能量分布曲线产生明显的变化。本文采用探针电流的两次导数法测量了CO_2激光器中激光对电子能量分布的影响。 Drungjvesteir给出了电子能量分布与探针电     

电测量与仪表

0102712用于高温等离子体电子密度测量的摩尔偏折仪[刊]/王琛//强激光与粒子束.—2000.12(4).—467～470(D)摩尔偏折测量术通过测量探针光束经过不均匀介质后光线的偏折来估算介质的折射率。基于这一理论,研制了实用的摩尔偏折仪,利用软 X 射线激光作为探针来探测高温高密等离子体的电子密度、结合软X 射线激光实验做了初步的演示。参5     

激光诱导放电等离子体羽辉的研究

为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性，建立了一套基于脉冲CO₂激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置，采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄，并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量，得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明，在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下，获得了稳定的放电等离子体；等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系，经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段，放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。     

用266.0nm紫外激光探针研究等离子体冕区电子密度结构

用266.0nm紫外激光探针测量了柱状铜靶(Φ500μm和Φ140μm)等离子体电子密度的空间分布,发现了径向密度凹陷和凸起结构,观察到了轴向和偏轴向密度轮廓陡变随时间的发展过程,并用简单的理论模型进行了半定量分析,结果与实验基本一致。     

激光等离子体电子密度分布的测量

本文报道采用喇曼频移的红光短脉冲探针(0.63μm,100ps)、Wollasion棱镜分束的偏振干涉法,对柱靶(φ170μm)和球靶(φ180μm)形成的等离子体的电子密度进行测量的结果。 本系统利用六路高功率钕玻璃激光中的两路激光,一路为主激光,脉宽200ps,功率密度10~(14)W/cm~2;另一路用于探针光,脉宽100ps,能量500μJ～1mJ。两路激光的等光程测量由条纹相机来完成。     

六路激光中的可见光探针装置

激光与等离子体相互作用的研究中需要测定等离子体冕区密度、感生磁场强度等参数的时间空间分布。光探针是进行这项工作的重要诊断工具。实验中要求探针光脉冲避开激光等离子体的谐波发射区,其脉冲宽度要足够窄以获取瞬态电子密度分布信息,且探针光与主激光要有较高的时间同步精度。在六路激光系统中我们成功地建立了这样的装置。     

激光等离子体的分幅干涉测量

我们以二甲亚砜作为喇曼介质,在输入为250ps的1.064μm激光脉冲作用下,得到脉宽为50ps左右、波长629.8nm、能量大于200μJ的后向喇曼散射激光,将它作为诊断用的光探针。提出了一种利用偏振棱镜分束的双幅干涉仪。每次打靶能够得到两幅不同时间点的干涉图。用上述探针系统和干涉仪相配合,在单路激光辐照球靶的实验中,得到了激光等离子体相     

利用金属外探针探测激光等离子体的电学效应

利用Nd:YAG脉冲激光烧蚀Cu靶,实验研究了空气中激光等离子体电学效应在金属探针上产生的电信号的形成机制与演变规律,对探针与烧蚀点之间的距离对电信号的影响进行了测试。结果表明:信号结构与探测距离密切相关,探针距离较近时(<3mm),信号具有正负双极分布结构,距离较远时(>3mm),则仅表现为负脉冲单峰结构,且信号幅值与探针距离之间满足Ia∝d-2。对该信号进行详细分析后得出:从等离子体区域出射的高速电子和离子到达探针是信号形成的主要机制,并对信号幅值随探针距离的变化关系进行了合理解释。     

贯性聚变能研究现状

评述了惯性聚变能(IFE)的现状,其要点为:向着内爆等离子体点火与燃烧演示前进中,劳伦斯·里弗莫尔国家实验室和法国原子能委员会波耳多实验的兆焦耳级激光系统建造。以直接驱动和间接驱动进行的中心点火将在本十年中期进行探索。在过去两年中,还对“快点火”进行探索。已用拍瓦级(1~0.1PW输出)啁啾脉冲放大加热固体和内爆等离子体。利用50~500J/ps脉冲,可将固体靶加热至300eV,以a射线光谱学、中子能谱等手段测量。还总结了模拟程序的发展研究、靶设计和制造、重离子束聚变、基于X射线源的Z箍缩与激光驱动器技术。     

短脉冲激光等离子体相互作用的离子发射谱研究

短脉冲强激光系统的建立,为激光与等离子体相互作用的研究提供了非常新颖和有利的实验条件。短脉冲强激光辐照固体靶,能瞬间在固体表面形成非常薄(小尺度)的高密度等离子体。由于短脉冲激光上升沿较陡,所产生的激光等离子体便具有一些新的特征,其产生机理,二次谐波发射,X射线发射,以及离子发射都与长脉冲激光等离子体有所差别。     

皮秒激光辐照下半导体表面结构变化的研究

研究了皮钞激光辐照下，半导体吸收和反射特性与材料性质、激光能量密度及激光产生电子-空穴等离子体的关系。实验测量了硅材料与掺杂硅材料表面反射率与Nd:YAG锁模激光器能量密度的关系曲线，给出了分析靶面结构的方法。     

桌面软X射线激光器

测量了用６－１５Ｊ钕玻璃激光横向泵浦的１８．２ｎｍ小型软Ｘ射线激光器的增益，在此系统中用固体材料壁代替原磁场来限制等离子体，等离子体通过绝热膨胀和中Ｚ离子的辐射来冷却。还设计了一种新的预期能获务交高稳定增益的双靶系统，在此系统中将采用一种新技术对准过程中的小增益。