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。     

激光等离子体在垂直入射方向上发射的二次谐波的空间结构

在激光与等离子体的相互作用中,激光功率超过某些值时会出现很多反常现象。如共振吸收、受激布里渊散射、受激喇曼散射和各种衰变不稳等;从而会导致如众所周知的那样,单一频率的电磁波入射到非线性介质时由于二次极化效应而引起倍频光辐射——在临界面附近,通过共振吸收,入射光的能量转变为二次谐波能量,或者在临界面外,通过参量衰变也可导致二次谐波的发射。     

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%.     

靶形与离子发射

本文报道线状聚焦激光打靶,激光等离子体发射的离子性质的实验结果。     

线聚焦激光与平面型及柱状细丝型靶间的相互作用研究

本文报道在六路钕玻璃激光装置上进行线聚焦激光辐照平面靶及柱型细丝靶实验所取得的结果。 六路玻璃激光装置中的一束激光或是由其两束激光合并而成的一束激光,经柱面透镜-非球面透镜组合而聚焦到靶上,焦线长度约为3～4mm,而宽度约为70～140μm。1064nm激光脉冲的宽度(FWHM)一般为250ps,靶上的平均激光强度处在10~(12)～4×10~(13)W/cm~2的范围。使用了各类材料(低Z,中Z及高Z)构成的平面靶、分段(如C-Au)平面靶和柱型细丝靶。有专门的光学诊断系统以拍摄沿平面靶镜向反射方向发射的基频(1064nm)光与     

软X光激光增益实验研究

我们在中国科学院上海光机所的6路钕玻璃激光装置上,取得了复合泵浦类锂Al~(10+)的软X光(10.57nm,15.46nm)辐射的显著受激放大的实验证明.本文报道的软X光激光增益实验是利用6路激光装置中的两束激光合并而成的一束激光完成的.激光经柱面透镜-非球面透镜组合而聚焦到平面铝靶上,焦线长度8mm,宽度约200μm.1064nm激光脉冲由双脉冲构成,单个脉冲的宽度约为250Ps,而两个脉冲的峰值间隔为200ps;激光能量约为20J,聚焦的激光强度约为2.5×10~(12)W/cm~2.实验中使用厚度为1mm的条状平板靶;选择靶的宽度     

线聚焦激光辐照靶时的离子发射特性

本文研究线状聚焦激光打靶时的离子发射特性.与点状聚焦时相比,线聚焦情况下离子发射的各向异性更为突出.当入射角α=22°时,离子信号明显比α=45°时所发射的信号大.这主要是共振吸收的结果.     

激光等离子体相互作用中的二次谐波发射

为了判别激光等离子体相互作用中发射二次谐波(2ω)的不同机制,特别是研究呈现较复杂结构的2ω谱成分的发射规律,我们已在相当宽的激光强度范围(10~(12)～10~(15)瓦/厘米~2)、不同的激光偏振与各种激光入射角(0°,20°,45°等)情形下,系统地观察了2ω的空间分辨的后向、90°方向散射的谱及其二维分辨的空间发射特性。实验是利用1.06微米、100微微秒脉宽与带宽<1(?)的高强度单束激光照射各种材料(Be、CH_2、Al、Si、Ag、Mo、Ta和Au)平板靶、多层薄膜靶以及几种微球(玻壳、CD_2实心球)靶完成的。激光等离子体相互作用的特性另外还用多种X光、离子、后向反射激光特性以及预脉冲激光方面的诊断进行监测。     

类锂离子软X射线激光实验研究

在上海光机所6路激光装置上成功地进行了软X射线激光增益实验,利用自制的一维空间分辨掠入射光栅光谱仪研究了1mm厚平板靶激光等离子体中铝和硅的类锂离子的自发发射放大(ASE)性能.实验表明,Al~(10+)离子的5f-3d跃迁(波长10.57nm)的时间积分发射强度随线状等离子体的长度非线性增长,相应的增益系数为2.3±0.7cm~(-1),最大增益长度乘积约为2; 空间分辨光谱显示增益最大的区域离靶面约440μm.