极化效应对Bohr速度能区O5+离子在低密度氢等离子体中的能损影响

基于HIRFL加速器装置的低能束实验平台,实验测量了1.07 MeV(～66.9 keV/u)高电荷态O⁵⁺离子穿过中性氢气和部分电离的低密度氢等离子体靶后的能量损失,观测到等离子体中离子能损减小的新实验现象.分别考虑部分电离等离子体对炮弹离子的电荷屏蔽效应以及靶区原子的极化效应(Barkas修正),重新计算了离子能损,讨论了离子能损减小的可能物理机制.研究结果表明:在部分电离的低密度等离子体中,靶区的原子极化效应将显著影响Bohr速度能区离子的能量损失过程.     

高电离态Ti原子EUV光谱的实验研究

在中国原子能研究院HI-13串列加速器上用束-箔技术完成了80 MeV Ti离子和C箔相互作用产生的高电离态离子谱观测,与用激光等离子体技术的实验结果做了比较，大多数谱线与激光等离子体技术的实验结果有较好的符合，有3条谱线是未观测到的.这几条谱线为ⅩⅧ 13.406，ⅩⅧ 14.987，17.439nm, 属于2s2p^{2 4}P_3/2—2p^{3 2}D_3/2, 2s2p^{2 1}S₀—2sp^{3 1}P₁, 4p ¹P₀—5d ¹P₁跃迁. 关键词： 串列加速器 高电荷态原子 激发光谱     

高电荷态离子入射Al表面库仑势对靶原子特征谱线强度的影响

用同一动能(150keV)而不同电荷态的⁴⁰Ar^q+(8≤q≤16)离子入射金属Al表面,靶原子受激辐射产生特征光谱线. 实验结果表明：高电荷态离子与金属表面相互作用过程中,经过与靶原子碰撞(Penning碰撞)交换动能和共振电子俘获(resonant capture)释放库仑势能,将携带的能量沉积于靶表面,使靶原子激发. 这种激发不同于光激发,它不仅激发了原子复杂电子组态之间的跃迁,而且跃迁辐射的特征谱线强度增强的趋势与入射粒子的库 关键词： 高电荷态离子 库仑势 特征光谱 光谱强度     

近玻尔速度不同离子碰撞产生Al的KX射线

在玻尔速度附近能区,测量了H⁺,He²⁺和I²²⁺,Xe²⁰⁺离子作用于Al靶时碰撞激发靶的K壳层X射线.得到了相应X射线的发射截面,并与不同理论模型进行对比.研究表明,单核子能量相同时,轻离子入射激发的X射线产生截面比高电荷态重离子轰击时小了大约4个数量级.质子、He²⁺离子激发的实验截面可以由ECPSSR理论来很好的估算,而I²²⁺,Xe²⁰⁺的实验结果与考虑有效电荷、低速库仑偏转修正的BEA理论计算符合较好.     

近Bohr速度129Xeq+离子入射Ta靶发射近红外光谱线

用动能一定的高电荷态¹²⁹Xe^q+(17≤q≤27)离子,分别入射洁净的Ta靶表面,测量中性化的激发态Xe原子从组态5p⁵(²P°_3/2) nl退激到组态5p⁵(²P°_3/2) ml’过程中辐射的近红外光谱线.实验结果表明:多激发态的空心原子退激发射其特征光谱线,部分典型的跃迁按照阶梯方式退激.Xe原子发射的谱线的单粒子荧光产额和激发的Ta原子发射谱线的单粒子荧光产额随入射离子电荷态的增加而增加,其增加的趋势与入射离子携带的势能随电荷态增加的趋势一致.证明在近Bohr速度的能区,经典过垒模型是成立的.     

超短超强激光与薄膜靶相互作用中不同价态碳离子的来源

研究了超短超强激光与不同厚度薄膜Al靶相互作用中靶背法线方向碳离子的最初来源. 通过对比分析碰撞电离率和场致电离率所起的作用, 发现C⁴⁺ 及更低价态的碳离子主要由场致电离产生, 而高价态的C⁵⁺和C⁶⁺ 离子主要来自于超热电子与靶表面的碰撞电离. 关键词： 超短超强激光与等离子体相互作用 离子加速 场致电离 碰撞电离     

金属靶和绝缘靶对飞秒激光吸收的比较

利用脉宽为150fs、强度为8×10¹⁵W/cm²的P偏振飞秒激光研究了与 金属靶和绝缘靶 相互作用过程中的激光能量吸收、超热电子产额及超热电子能谱. 实验发现，由于绝缘靶电 导率小，因此其电荷分离势大于金属靶，从而导致绝缘靶比金属靶具有较小的激光能量吸收 、较少的超热电子发射和较高的超热电子温度. 关键词： 金属靶 绝缘靶 激光吸收 超热电子     

高电荷态Ar~(17+)离子在表面以下过程中发射X射线分支比及各分支能量的研究

对低速高电荷态Ar17+离子在与不同金属靶相互作用过程中放出的Ar离子K壳X射线的Kβ/Kα分支比及各分支K线平均能量进行了理论研究.在文献[28,29]的基础上,通过对实验数据的分析,得到了0.3—0.8玻尔速度之间的Ar17+离子与Be,Al,Ni,Mo,Au等金属相互作用过程中入射离子发出的X射线分支比及各分支平均能量.理论上,基于导带电子俘获模型和级联跃迁模型,建立耦合方程组,以解释实验主要结果,理论结果与实验符合较好.在此基础上讨论了低速高电荷态Ar17+离子在金属表面以下的空心原子形成及退激发过程中发射K壳X射线的物理图像.     

LaⅡ5d2 1G4→4f5d 1F3超精 细结构光谱测量

利用少有的共线快离子激光光谱学方法研究了LaⅡ的超精细结构,测量了5d² < sup>1G₄态→4f5d ¹F₃态的超精细结构光谱,分 别得出了相应的磁偶极矩和电四极矩的超精细相互作用常数. 关键词： 共线快离子束激光光谱学 超精细结构 共振激发     

激光烧蚀Al靶产生的等离子体中辐射粒子的速度及激波

在低真空条件下(5Pa),通过测量脉冲激光烧蚀平面Al靶产生的等离子体辐射谱的时间分辨特征,得到辐射粒子速度的空间分布.在激光脉冲宽度为10ns,烧蚀斑直径为200μm,靶面上功率密度分别为1.91×10¹⁰,5.10×10¹⁰和7.64×10¹⁰W/cm²时,测得辐射粒子Al的速度均在10⁶cm/s量级,且随着靶面径向距离的增大而近似呈指数衰减.在距靶面的相同距离处,激光功率密度的增大反而使速度减小.利用激波模型(shockwave model)较好地解释了实验结果,并得出激波的波面基本为柱对称 关键词： 激光等离子体 平面Al靶 粒子速度分布 激波     

三倍频激光等离子体X射线转换研究

利用“星光Ⅱ”高功率激光装置三倍频激光（波长０.３５μｍ,能量５—９０Ｊ,焦斑直径约２００μｍ,脉冲宽度４００—８００ｐｓ）辐照多种材料（Ｃ,Ａｌ,Ｃｕ,Ａｕ）靶,对于不同激光功率密度,研究软Ｘ射线转换和发射能谱．结合０.３５μｍ激光辐照Ａｌ靶的质量烧蚀率和等离子体喷射速度与激光功率密度的定标关系进行数值模拟,对于激光功率在１０^１３—１０^１５Ｗ／ｃｍ²理论模拟结果与实验结果符合得很好 关键词：     

乙醚团簇在纳秒激光场中的多价电离及其电子能量分布的研究

用5ns,1064nm的脉冲Nd:YAG激光,研究了乙醚团簇与纳秒激光的相互作用.在10¹¹ W/cm²量级光强下,观察到价电子完全剥离的O⁶⁺,C⁴⁺,且这些高价离子的强度比值基本不随激光能量而变化.用阻滞电压方法测量了电离过程中溢出电子能量分布,在最大激光能量4.0×10¹¹ W/cm²,溢出电子的平均能量为56eV,最大能量为102eV.实验结果支持了高价离子产生的“多 关键词： 高价离子 电子能量 纳秒激光 乙醚团簇     

中低能非全裸C离子与He原子的碰撞研究

采用反冲离子飞行时间-散射离子位置灵敏符合测量技术，测量了能量范围在0.7v₀—4.4v₀(v₀为玻尔速度)的碳离子C^q+(q=1—4)与He原子碰撞过程不同出射道靶原子的双电离与单电离截面比R，包括入射离子不损失电子(直接电离)的出射道(R_q,q),入射离子俘获一个电子的出射道(R_q,q-1)和入射离子损失一个电子的出射道(R_q,q+1)，并研究了R随入射C离子的能量及电荷态的变化关系.实验表明，对给定电荷态的入射离子，靶原子的双电离与单电离截面比R与出射道有很强的依赖关系，即R_q,q<R_q,q+1<R_q,q-1.直接电离出射道截面比R_q,q与入射离子电荷态几乎无关，而入射离子俘获一个电子的出射道和损失一个电子的出射道靶原子双电离与单电离截面比R_q,q-1和R_q,q+1却与入射离子电荷态有很强的关系.采用原子极化理论和电子屏蔽与反屏蔽作用对实验结果进行了解释. 关键词： 离子-原子碰撞 电离 截面比     

超短超强激光脉冲辐照超薄碳膜电离状态研究

为了进一步理解极端条件下物质的电离特性, 特别是超短超强激光脉冲辐照超薄靶时等离子体的形成与分布, 本文以超薄碳膜为例, 细致研究了超短超强激光脉冲辐照下原子的离化过程. 分析和比较了强激光场直接作用电离和靶内静电场电离等两种场致电离形式, 在碰撞电离可以忽略的情况下, 发现更多的电离份额是来自靶内静电场的电离方式. 研究了激光脉冲强度对电离的影响, 发现激光脉冲强度越强, 电离速度越快, 产生的高价态离子所占比例也越高.当激光强度为1×10²⁰ W/cm²时, 尽管该强度高于电离生成C⁺⁶所需要的激光强度阈值, 但该激光脉冲并不能将整个靶电离成C⁺⁶离子, 对此本文进行了详细的分析. 在研究激光脉冲宽度的影响时, 发现激光脉宽越小, 电离速度越快, 但越小的激光脉冲电离获得的高价态离子越少.     

高电荷态离子207Pbq+(24≤q≤36)与Si(110)固体表面作用的电子发射研究

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR源引出的高电荷态离子²⁰⁷Pb^q+(24≤q≤36)入射到Si(110)表面产生的电子发射的实验测量结果.结果表明,高电荷态离子与固体表面相互作用产生的电子发射产额Y与入射离子的电荷态q、入射角度ψ和入射能量E都有很强的关联.首次发现,电子发射产额Y与入射角度ψ间有接近1/tanψ的关系.理论分析认为,这些过程与基于经典过垒模型的势能电子发射过程密切相关. 关键词： 高电荷态离子 经典过垒模型 电子发射产额     

不同能量的高电荷态Ar12+离子辐照对Au纳米颗粒尺寸的影响

报道了在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源原子物理实验平台上,在室温（293.15K）条件下,用固定剂量（4.3×10¹¹/cm²）的高电荷态⁴⁰Ar¹²⁺离子,辐照沉积在厚度为300nm的金膜表面上、平均直径约为35.3nm的Au纳米颗粒,使其大小发生改变的实验结果.实验中,通过改变入射离子的引出电压,选择不同的能量,利用原子力显微镜（AFM）对辐照前后颗粒的形态和大小进行表征,系统地研究了辐照后Au纳米颗 关键词： 纳米颗粒 高电荷态离子 离子辐照 临界能量     

高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

研究了高电荷态离子Ar^q+(q=16，17，18)入射金属Be，Al，Ni，Mo，Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明，Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s²的高电荷态Ar¹⁶⁺离子在金属表面中性化过程中，存在的多电子激发过程使Ar¹⁶⁺的K壳层电子激发产生空穴，级联退激发射Ar的Kα 特征X射线.Ar¹⁷⁺离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关，靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关. 关键词： 高电荷态离子 空心原子 多电子激发 X射线     

利用气泡探测器测量激光快中子

在利用超强激光驱动中子源的研究和应用研究中,中子源的产额及其角分布至关重要.我们在星光Ⅲ号激光装置上采用气泡探测器对强激光驱动的中子源的产额及其角分布进行了测量.利用超强皮秒激光与碳氘薄膜靶相互作用产生高能氘离子束撞击次级碳氘靶,通过氘-氘核反应产生准单能快中子.实验发现中子束的发射具有一定的方向性,在入射氘离子的传输方向上中子束具有更高的强度,测量得到的中子束最大强度为5.13×10⁷ n/sr.利用实验测量的氘离子能谱和角分布对中子束角分布进行了理论计算,结果与实验测量基本一致.     

激光照射中Z薄靶等离子体状态的计算-激光等离子体相互作用的理论模拟(Ⅰ)

本文叙述用一维非平衡辐射流体力学激光打靶程序模拟计算高功率密度(~10¹³W/cm²)激光照射中Z介质薄靶形成的等离子体状态。考虑的物理过程有轫致、光电离、电子碰撞电离及它们的逆过程,Compton散射过程等。Compton散射采用Fokker-Planck近似;电子和离子热传导采用限流扩散近拟;光子方程采用多群限流扩散近似;用平均原子模型计算布居数。激光的吸收主要考虑逆轫致吸收。用功率密度分别为5×10¹³W/cm²和1×10¹⁴W/cm²,波长0.53μm,脉宽450ps的激光从两面和单面打se薄靶,模拟计算结果与国外的实验结果^[1]一致。     

高电荷态离子126Xeq+与Ti固体表面作用的激发光谱

报道用150keV的高电荷态离子¹²⁶Xe^q+（6≤q≤30）轰击Ti固 体表面产生2 00—1000nm波段发射光谱的实验结果.结果显示，用电荷态足够高的离子作光谱激发源，无 需很强的束流强度（nA量级），便可激发起样品表面的原子和离子在可见光波段的特征谱线 .当入射离子剥离度q>q_c≈20时，Ti原子及其离子的特征谱线强度突然显著增强 ；不 同金属靶，特征谱线突然增强的q_c值不同.理论分析表明，这与q大于此临界值 后，单电子转移释放能量激发靶材料传导电子气体的表面等离激元密切相关. 关键词： 低速高电荷态离子 特征谱线 经典过垒模型 等离激元