槽状靶和平面靶产生的激光等离子体的实验研究 *

对两种几何形状靶产生激光等离子体的软X光和谐波发射的比较研究发现,相对常用的平面靶,槽状靶中的高阶离化态离子产生的X射线发射增强.槽状靶对激光更有效吸收是造成这一现象的主要原因.     

线聚焦激光产生等离子体中的自聚焦成丝及喷流结构

在线状聚焦激光辐照平面靶及柱形细丝靶的实验中,我们首次观察到线聚焦激光在等离子体中分裂成丝与等离子体的小尺度喷流结构,这些现象有可能构成当今以激光产生的等离子体为放大介质的X射线激光实验研究中的一类应设法克服的障碍.     

热冲击荷载作用下的含球形空腔的广义热弹性功能梯度球形各向同性体

在带两个松弛时间参数的广义热弹性线性理论(Green和Lindsay理论)意义上,研究含一个球形空腔的功能梯度球形各向同性无限大弹性介质中,热弹性位移、应力和温度的求解方法.空腔表面无应力,但承受一个随时间变化的热冲击荷载作用.在Laplace变换域中,给出了一组矢量-矩阵微分方程形式的基本方程,并用特征值方法求解.应用Bellman方法进行数值逆变换.计算了位移、应力和温度,并给出相应的图形.结果表明,材料热物理性质的变化,对荷载响应的影响非常强烈.并与对应的均匀材料进行了比较和分析.     

圆柱形平头弹体对薄靶板的垂直冲击

本文提出了弹体冲击靶板时弹靶接触面的运动速度和接触面上所受法向应力的解析表达式.这些解析式是著名的Hopkins-Kolsky理论的推广.由于弹道极限速度在工程实际中的重要性,本文也给出了弹道极限速度的解析表达式.本文并证明了,作用在与靶板相接触的冲塞圆柱面上的沿板厚方向的剪应力,与板厚方向的坐标无关.     

飞秒激光与固体靶相互作用过程中真空加热机制

着重研究了飞秒激光在无预脉冲时与固体靶的相互作用过程. 实验和粒子模拟(PIC)研究表明, 在此条件下, 激光脉冲对等离子体的真空加热和逆轫致吸收是激光能量被吸收的主要机制. 实验中发现电子和X射线能谱均具有双温结构. 较低的电子温度可以归因于激光场对电子的驱动; 较高的电子温度则是由于激光诱导的电场对电子的加速造成的. 对PIC模拟获得的反射激光脉冲的频谱研究显示, 等离子体的密度标长很大程度上决定了激光吸收和电子加速的机制.     

双电流探针研究激光等离子体自发电流

本文报道了用一种新的双电流探针研究激光等离子体自发电流与靶的原子序数、激光输出能量、探针相对于激光轴位置的关系。     

强激光束在等离子体中的自聚焦

我们用1.06微米激光与等离子体相互作用所发射的二次谐波的一维空间分辨的光谱,与二维空间分辨的成像,证明了强激光束在等离子体中的自聚焦或细丝现象,并研究了靶原子序数、预脉冲激光预先形成的冕区等离子体等因素对这种非线性效应的影响。     

炸药爆炸作用下飞片的运动

刚性飞片在炸药爆炸作用下的一维抛掷问题,仅当爆炸气体多方指数等于三时可以求得解析解;一般情况下须利用计算机求出数值解本文利用了爆炸气体中反射冲击波的“弱”击波特性,使飞片运动和飞片后方流场之间相互耦合的复杂问题解耦而归结为求解常微分方程问题;然后用小参数摄动法求出多方指数接近于三的各种炸药驱动飞片问题的近似解析解,所得飞片终速和数值解符合很好;从而给出了用爆速和多方指数等两个炸药示性参量表出的估算飞片运动的良好近似公式.     

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生的超热电子的行为研究

用几种不同的实验方法系统地研究了超短脉冲激光与固体靶相互作用产生的超热电子的行为,发现在800 nm,5×10¹⁵ W/cm2的激光与固体靶相互作用时,由于共振吸收的作用使产生的超热电子呈空间定向发射,发射的方向与等离子体对激光能量的吸收密切相关,同时超热电子的发射也与超热电子的电子能量有关,能量越高发散角越小.超热电子的能谱显示超热电子的最大能量大于500 keV,能谱结构呈双温Maxwell分布.     

激光等离子体的快离子发射谱

本文报道用宽频带与窄频带Nd玻璃激光辐照平面CD₂,Al.Ta靶,靶面功率密度0.3～2×10¹⁴W/cm².在与光轴成39°方向放置Faraday筒观察靶面快离子发射的时间波形.打CD₂靶的快离子发射谱中,有表现C,D离子运动的两个峰;而打Al靶仅有一个峰,打Ta靶信号较弱.我们用激光场加速电子、离子获得高的平动能,又通过电子-电子、电子-离子的碰撞使得部分平动能转化为热能,电子、离子均被加热获得高温的理论模型计算了离子的平动能、温度与由实验的离子峰值及宽度定出的平动能与温度基本相符.也定性阐明了电子、离子温度与激光频带宽度的关系.     

带球形空腔的广义热弹性无限大材料的弹性模量和传热系数与材料参考温度的相关性

利用具某一松弛时间的广义热弹性方程求解了带球形空腔的无限大材料问题．该材料的弹性模量和传热系数是可变的．空腔的内表面没有力作用,但有热冲击作用．利用Laplace变换求得直接逼近解．数值求解了Laplace逆变换．给出了温度、位移和应力的分布图．     

装药驱动飞片引爆炸药性能影响参数分析

扩爆装药结构对爆轰波传播、飞片驱动过程以及对主炸药引爆性能有直接的影响。为分析装药结构对飞片威力参数的影响,针对装药直径、飞片厚度、飞片拱起高度等主要结构参数,利用正交实验原理设计了数值实验方案,并采用动力学有限差分程序建立了相应的数值模拟模型。通过对数值实验结果的对比和统计分析,获得了影响飞片速度、动量、比动能等引爆炸药威力指标的主要装药结构参数及其影响规律。其结果可为相关扩爆装药设计提供理论依据。     

二次谐波发射的时间截止或迟后特性研究

本文论述了在较宽脉冲或在人为引入预脉冲的激光与等离子体相互作用中的二次谐波发射的新特性,特别是在时间分辨特性上的截止或迟后发射的行为。研究表明,受激布里渊散射是导至低z靶所发射的二次谐波时间截止特性的主要原因;而经典逆轫致吸收则可能是决定高z靶的二次谐波发射的时间分辨特性的重要机制。     

激光等离子体中软X光波段粒子数反转的研究

本文利用带有给定预脉冲结构的高强度钕玻璃激光辐照平面镁靶,观察到了Mg⁺¹⁰离子的n=3与n=4能级间(跃迁波长为154.8埃)的粒子数反转现象。不仅存在离靶面较远的反转区,而且还发现了接近靶面且有更高电子密度的新的反转区。研究指出,由干预脉冲的作用,激光等离子体无论在时间或空间上都分别经历了过热和过冷两种严重偏离稳态的过程,从而构成了两类具有粒子数分布反转特征的时空区域。     

激光产生等离子体中不均匀性结构的研究

用可见光探针阴影成像方法研究了在激光产生等离子体中出现的不均匀性结构,特别是由于流体力学不稳定性而在薄膜靶后表面出现的小尺度喷流结构。     

多元地学信息挖掘中分层动量增项自适应BP算法应用研究

地球化学元素分布规律的研究是揭示元素矿化富集及空间变化规律的重要途径之一,采用人工神经网络方法对东天山地区地球化学信息进行了研究,为矿区靶区预测提供支持.对传统BP算法进行了改进,采用分层动量增项自适应BP算法设计,并完成了样本区数据的预测分析,效果较好.     

激光等离子体慢离子发射波形的双峰结构

本文采用1—3J,150ps宽频带与窄频带N_d玻璃激光辐照平面铝靶,靶面功率密度1—3×10¹⁴W/cm²。当用窄频带激光打靶时,入射方向与靶面法线成24°,偏振在入射平面(即P偏振)在靶面法线方向放置Faraday筒,则观察到慢离子发射波形的双峰结构。如入射光的偏振改为垂直于入射平面(即S偏振),仍然有双峰结构,与P偏振略有差别;如入射光方向垂直于靶面,Faraday筒放置在偏下与靶面法线成30°位置,则双峰结构很不明显。若用宽频带激光进行同样试验,则双峰结构很不明显,文章分析了上述现象的物理机制,并用二组分等离子体绝热膨胀模型,计算了离子发射波形,与实验比较基本相符。     

短波长类锂X射线激光实验研究

本文给出了最近在上海光学精密机械研究所LF12高功率激光装置上用KCl和CaF₂真板状靶进行的类锂K和Ca离子X射线激光增益实验的结果。将要给出的还有复合X射线激光发射的时间过程和实验所用X光底片的相对标定结果。     

重力场中二维空腔流动的有限元分析

本文利用可变域泛函一阶变分表达式讨论了现有的几种自由面重力流ψ模式变分原理.证明了几种变分原理所以有差别是因为在自由表面采用的贯截条件不同,据此将ψ模式变分原理概括成四种类型.分析重力场中二维空腔流动时,根据有限元特点在空腔尾部置放一虚拟平板.计算中,每给出一个空腔长度,均可得到一收敛的自由表面,选取在脱流点流线光滑的曲线作为解答,从而得到空腔流动的一组可能解.此算法适用于单宽流量及总能头给定时通气空腔流动计算.最后,给出不同Fr数、空腔压力及坝面坡度等各种情况下的空腔长度曲线.     

强场中电子的经典行为

研究了圆偏振强激光在等离子体中产生的自生磁场及注入电子在由激光场和自生磁场构成的混合场中的经典行为.圆偏振强激光在等离子体中传播时,因逆Faraday效应,方向平行于传播方向的准静态磁场被激发.推出相对论情况下的自生磁场方程,并以此研究了自生磁场的特性.当电子或电子束注入激光脉冲,则电子将受到激光场和自生磁场的作用,满足共振条件的电子能得到加速.得出电子能量方程并计算了能量随时间的变化,就一种特殊情况计算了电子在混合场中的动力学行