脉冲软X光辐射三种材料的喷射冲量实验研究

 在强光一号脉冲加速器上进行了国内首次的实验室软X光辐射三种材料的喷射冲量研究。结果表明，在能量为(0.2～0.33)keV、平均脉宽为39ns左右的X光辐射下，对灰漆、白漆和硬铝，在能注量分别为(92～152)J/cm²、(115～136)J/cm²和(163～192)J/cm²时，它们的冲量耦合系数分别为(0.61～0.80)Pa·s/(J·cm^-2)、(0.58～0.97)Pa·s/(J·cm^-2)和(0.61～0.84)Pa·s/(J·cm^-2)。     

BFEL实现红外和X射线双波段运行的初步设计

 讨论了北京自由电子激光装置升级后实现红外和X射线双波段运行的主要物理和技术问题及其解决途径,并进行了初步设计。结果表明：红外自由电子激光器的波长调谐范围为4.9~16.8 μm,输出宏脉冲能量可达到50 mJ;背散射X射线光源可以覆盖0.45~3.49 keV能区,输出宏脉冲谱亮度为3.0×10²⁰ photons/(s·mm²·mrad²·0.1%BW),扩大了红外自由电子激光的应用范围,以及用户对相应能区X射线的应用需求。     

强脉冲软X光辐照薄塑料闪烁体发光特性研究

 介绍了Z-pinch实验用软X光功率仪的测量原理，利用“强光一号”产生的强脉冲软X光对薄塑料闪烁体(Ø40 mm×0.1 mm)进行了辐照。实验中，采用两套软X光功率仪并安装在同一个大法兰面上，其中一套作为标准系统，参数保持不变，另一套系统的狭缝宽度逐渐增加，以改变软X光辐照到闪烁体上的能量通量密度。测量了软X光的辐射功率，由此计算得到在强脉冲软X光辐照下发光线性输出时能量通量密度下限，为1.47×10⁵ W/cm²，为以后在Z-pinch物理诊断中合理安排探测系统提供了实验依据，使诊断结果更加合理和准确。     

采用靶摆式探头测量软X射线辐射材料产生的喷射冲量

 采用靶摆旋转运动式冲量探头，在“强光一号”加速器上，测量了脉冲软X射线辐射材料产生的喷射冲量。实验结果表明，在平均能量为0.21 keV、平均半高宽为36 ns和平均能注量为143 J/cm²的软X射线辐射下，测得一种复合材料的喷射冲量耦合系数为0.70 Pa·s/(J·cm^-2)。     

低强度激光泵浦类Ni离子X光激光实验

 在试运行的神光Ⅱ装置上,采用新设计的凸柱面透镜列阵均匀线聚焦系统, 用两束激光焦线叠加和双靶对接等技术,以预主脉冲激光驱动方式,在(5～8)×10¹³W/cm²的较低强度激光泵浦条件下,观测到Ni-like　Dy、Er、Yb的软X光激光输出,测得波长5.02nm类Ni-Yb和波长5.86nm类Ni-Dy的软X光激光的增益系数分别为1.6cm^-1和1.4cm^-1     

ELLIPSOMETRIC SPECTRA OF CONDUCTING POLYANILINE

We report the ellipsometric spectrum studies on a new kind of conducting polymers, polyaniline. In the UV-visible range (1.4-4.8eV photon energy region) the absorption coef-ficient, the complex dielectric function and the refractive index of polyaniline as functions of photon energy are obtained. The spectra of nonconducting and fully conducting polyaniline have been analyzed and discussed. The experimental results show that the emeraldine base form of polyaniline has a large energy gap (E_g～3.6eV) and its absorption spectrum shows a broad exciton absorption peak centered at 2 eV. The absorption spectrum of emeraldine salt after protonation have four absorption peaks centered at 1.5, 1.83, 3.0 and 3.88eV. We also investigated the spectrum evolution of the samples from nonconducting (σ<10^-9Ω^-1·cm^-1) to conducting (σ≈10⁺¹Ω^-1·cm^-1) states, and give the dielectric function and the refractive index of the samples.     

光阴极RF腔注入器中激光脉冲的时间抖动

 介绍光阴极RF腔注入器中的驱动激光器,采用二极管泵浦的自锁模激光器,通过锁相,使输出激光脉冲的时间抖动小于2ps,实现激光脉冲同微波相位之间的严格同步,在实验上获得流强70A、能量2MeV、亮度4.4×10¹¹A/(m².rad²)的电子束。     

同步辐射X射线成像光束线劳厄双晶单色器设计

上海光源X射线成像光束线采用多极扭摆器(wiggler)作为辐射光源, 提出一种劳厄双弯晶单色器的设计方案. 计算结果显示, 可获得固定出口的平行单色光束, 能量调谐范围覆盖19—120keV, 在33keV时, 输出光子通量及通量密度分别为1.9×10¹³phs/s和3.8×10¹⁰phs/s/mm². 分析了劳厄晶体的聚焦及单色化性能, 计算了输出光子通量及单色器的热负载情况. 与传统的双平晶方案相比, 本设计在获得高通量和解决热负载等方面有明显的优越性, 并能有效控制热形变.     

GaInP材料生长及其性质研究

用常压MOCVD在半绝缘GaAs衬底上生长了Ga_xIn_1-xP(x=0.476～0.52)外延层,对外延层进行了X光双晶衍射、Hall和光致发光(PL)测试.77K下电子迁移率达3300cm²/V.s(浓度为1.4×10¹⁶cm^-3).载流子浓度随生长温度升高,随Ⅴ/Ⅲ比的增大而降低,并提出P空位(V_p)是自由载流子的一个重要来源,17KPL谱中,Ga_0.5In_0.5P(Tg=650℃,Ⅴ/Ⅲ=70)的峰能为1.828eV,半峰宽为19meV.另外,在1.849eV处还有一较弱的峰,GaInP峰能和其计算的带隙最大相差113meV,这可能与GaInP中杂质或缺陷以及其中存在有序结构有关.     

30J能量驱动类镍银X光激光的理论研究

 在1.2×10¹³W·cm^－2低功率密度下，对基频激光预主短脉冲驱动类镍银X光激光机理进行了数值模拟和理论分析。证实了在靶长23 mm范围内X光激光都能获得有效放大，取得了和实验相符合的结果。考虑了单柱面镜线聚焦沿靶长度方向功率密度的非均匀性对X光激光放大的影响，采用弯曲靶能有效克服折射以及单柱面镜线聚焦功率密度非均匀带来的不利影响。理论模拟给出的类镍银X光激光的出光下限泵浦功率密度也与实验符合得很好。理论模拟还表明，采用1%左右的预脉冲强度并对预主脉冲时间间隔进行优化，X光激光的输出能量和能量转换效率将获得大幅度提高。     

同步辐射软X射线源用于软X射线探测元件定标

用于惯性约束聚变诊断的软Ｘ射线探测元器件的能量响应曲线定标，利用北京同步辐射装置（BSRF-3B1束线，束流为20—80mA，光子能量为250—1000eV,通量约为10¹²photon/s·mm²·mr²·0.1%band width）及反射率计靶室，采用AXUV-100硅光二极管作源强绝对监测．对X射线二极管（XRD）及金刚石光电导探测器等五种探测元件进行能量响应曲线定标，获得初步实验结果，并对数据进行了分析 关键词：     

Femtosecond X-rays from relativistic electrons: new tools for probing structural dynamics

Femtosecond X-ray science is a new frontier in ultrafast research in which time-resolved measurement techniques are applied with X-ray pulses to investigate structural dynamics at the atomic scale on the fundamental time scale of an atomic vibrational period (∼100 fs). This new research area depends critically on the development of suitable femtosecond X-ray sources with the appropriate flux (ph/(s·0.1% BW)), brightness (ph/(s·mm²·mrad²·0.1% BW)), and tunability for demanding optical/X-ray pump probe experiments. In this paper we review recently demonstrated techniques for generating femtosecond X-rays via interaction between femtosecond laser pulses and relativistic electron beams. We give an overview of a novel femtosecond X-ray source that is proposed based on a linear accelerator combined with X-ray pulse compression.     

kHz激光与固体靶相互作用产生的X射线源

利用kHz激光与固体靶相互作用产生了平均流强为1.3×10⁷ photons·sr^-1·s^-1的X射线源, 研究了激光的对比度和能量对激光与固体靶相互作用产生的X射线能谱及K_α 产额的影响, 使用刀边成像技术测量了X射线源的源尺寸, 并进行了初步的成像实验. 实验中观察到对于非相对论级别的激光脉冲, 降低激光的对比度有利于提高K_α 产额, 而使用高对比度高强度激光, 更有利于获得高通量高信噪比X射线源. 关键词： kHz激光 固体靶 X射线     

Quantum beats observed in time resolved X-ray interference experiments

We have employed an LLL-type X-ray interferometer with a mirror crystal divided into two parts and X-cut quartz crystals attached aside each mirror. Ultrasound waves of slightly different frequencies around f = 10 MHz (phonon energies around hf = 41 neV) are fed into the mirrors. The interaction with the coherent photon beams in the interferometer causes quantum beats in the interference intensity. In time resolved interference experiments beat frequencies of Δf = 96 mHz (in energy scale ΔE = hΔf = 397 atto-eV = 3.97 × 10⁻¹⁶ eV) were observed. The energy sensitivity of our experiments achieved values δE = 15.6 zepto-eV = 1.56 × 10⁻²⁰ eV.     

气压对吸气式激光推进冲量耦合系数的影响

 保持CO₂激光的单脉冲能量为61.4~64.6 J，采用高精度冲击摆系统进行了不同气压下吸气模式激光推进冲量耦合系数的实验测试，分析了对应的高度特性。结果表明：气压为2.8×10⁴～1×10⁵ Pa，即距离地面0～10 km时，冲量耦合系数大约3.5×10^-4 N·s·J^-1，上下波动幅度低于5%；气压低于2.8×10⁴ Pa，即高度大于10 km时，冲量耦合系数呈二次曲线显著下降；当气压降至1×10³ Pa，即距离地面约31 km高度时，耦合系数仅为9.7×10-5 N·s·J^-1。     

全光汤姆逊散射X光源数值模拟

 使用蒙特卡罗数值模拟程序研究了不同电子束和激光强度下,尾场电子束与超短脉冲激光发生汤姆逊散射获得的X光子能谱、角分布等,初步探索了180°散射下高质量X射线光源所需要的电子束与激光强度。数值模拟结果显示,为了尽量提高光子产额并抑制非线性效应,激光归一化强度应为1的量级。为了获得方向性和单色性好、亮度高的X射线脉冲,需要较高的电子能量和较小的电子能散,电子束脉冲尽量短,且发散角尽量小。     

Strong-field above-threshold photoemission from sharp metal tips

We present energy-resolved measurements of electron emission from sharp metal tips driven with low energy pulses from a few-cycle laser oscillator. We observe above-threshold photoemission with a photon order of up to 9. At a laser intensity of ～ 2 × 10(11) W/cm2 the suppression of the lowest order peak occurs, indicating the onset of strong-field effects. We also observe peak shifting linearly with intensity, with a slope of around -1.0 eV/(10(12) W/cm2). We attribute the magnitude of the laser field effects to field enhancement taking place at the tip's surface.     

超高阈值Pick-off反射镜的研制

 采用水中抛光技术抛制了90mm×60mm×10 mm的K₉玻璃基片,表面粗糙度达1nm。在APS1504镀膜机上,摸索了电子束蒸发镀膜的最佳工艺条件,较稳定地在该超光滑玻璃表面上镀制了对波长1054 nm、入射角45°、反射率R≥99.5%的反射膜。膜层的抗激光损伤阈值可达26 J/cm²(1054nm, 1ns),镀膜后该玻璃基片反射波前可达l /10(p-v),最终制备了超高阈值Pick-off反射镜。     

在Al2O3衬底上GaN的APMOCVD生长

含氮Ⅱ一Ⅴ族化合物(包括GaN、AIN、InN和GaAIN)是直接带隙半导体材料,它们的禁带宽度可以从1.9eV到6.2eV,是目前最重要的蓝光半导体材料,不仅适合制作从可见光到紫外波段的光电器件,例如蓝光发光二极管、激光器和光电探侧器,而且可用于制作耐高温、大功率的电子器件.特别是利用APMOCVD技术在蓝宝石衬底上制备GaIV单晶膜取得突破性进展,并且制作了高亮度发光二极管后[1],Ⅱ-Ⅴ族含氮化合物半导体材料受到广泛重视.