纳秒激光烧蚀冲量耦合数值模拟

为研究激光烧蚀靶产生冲量过程和机理, 建立了一个复杂的一维热传导和流体动力学模型. 以空间碎片常见材料Al为例, 用建立的模型数值计算了纳秒脉宽激光烧蚀靶产生的冲量及冲量耦合系数随时间变化情况. 数值结果和已有的实验数据符合的较好. 数值计算表明: 激光脉冲时间内, 靶获得的冲量随时间迅速增加, 在脉冲时间结束后, 冲量变化随时间趋于稳定; 在冲量耦合过程中, 烧蚀等离子体向真空膨胀, 羽流尺度逐渐增大, 同时吸收入射激光能量, 导致激光与靶耦合的能量降低. 关键词： 激光烧蚀 冲量耦合 等离子体     

激光等离子体能量吸收和X光转换的定标关系

本课题研究激光平面靶吸收与转换规律，主要利用“神光－Ⅰ”装置产生的１．０５３μｍ和０．５３μｍ激光脉冲采Ａｕ盘靶，获得不同辐照强度和不同激光入射角等条件下的实验结果，并给出理论分析，计算和定标关系。     

用1.05,0.53μm激光辐照Au盘靶的吸收规律与数值模拟

离散等离子体卡计测量等离子体能量,研究～0.8ns,1.05,0.53μm激光辐照Au盘靶产生的Au等离子体对激光的吸收规律.报道了吸收与激光入射角度和功率密度关系的实验结果.根据分析实验结果提出了吸收的定标规律.实验结果与一维平面等离子体模型模拟结果相符. 关键词：     

激光入射角对靶面方向超热电子发射的影响

实验研究了超短超强激光脉冲与薄膜靶相互作用中产生的超热电子角分布随激光入射角的变化.在靶面方向观测到一束方向性很好的高能超热电子.该高能超热电子束的电子数目随着激光入射角的增大而增大.对结果的分析表明，表面准静态磁场是导致表面电子产生的主要原因. 关键词： 超热电子 表面准静态磁场 超强激光脉冲与等离子体相互作用     

激光产生X光的理论模型

在分析数值模拟计算结果的基础上,本文提出了一个计算平面金靶激光-X光转换的理论模型,并导出了X光转换效率等重要特征量的解析表达式。在感兴趣的激光强度范围内,对某些重要的特征量都作了详细计算。对于每一种量随激光吸收强度的变化,其理论模型得到的定性趋势和定量结果都与实验测量值很好地符合。     

“烧蚀模式”激光推进的实验研究

 采用单脉冲激光进行了大气环境下激光烧蚀小钢珠实验,得到其推进效应参数,发现并分析了钢珠在不同放置位置（焦前与焦后）时不同的物理现象;为了得到一系列定量实验数据,采用自行研制的激光冲量靶仪进行了单脉冲激光烧蚀推进效应实验测试,得到了不同环境条件、不同靶材料的激光推进效应参数,并与国外的实验数据以及数值计算结果进行了比较。实验表明,靶材料和激光功率密度是影响冲量耦合系数的主要因素,冲量耦合系数随环境气压的降低而升高。     

激光等离子体动量转换效率的实验研究

强激光与固体靶相互作用时，产生的高速喷射的等离子体对靶具有强烈的反冲作用，因此，激光等离子体可以作为一种新型的推进动力源.与传统的化学燃料推动相比，激光等离子体具有较高的比冲和有效载荷比等特点.对纳秒激光脉冲与铝、石墨、铅和碳氢靶相互作用时，等离子体对靶的冲量进行了实验测量，研究了大气与真空环境下的靶动量与激光聚焦面积的关系，并对部分实验结果与理论计算的数值进行了比较.实验结果显示，大气与真空环境下的靶动量有很大的差异，并且真空下的靶动量受材料性质的影响较大，与以往长脉冲激光的实验结果有很大的不同. 关键词： 激光等离子体 动量 动量耦合系数     

激光二极管泵浦的高效、单频Nd:YVO4激光器

对激光二极管端面泵浦的单频Nd:YVO4激光器进行了研究,研究了不同输出耦合率情况下输出功率随泵浦功率的变化曲线及光-光转化效率随输出耦合率的变化曲线,实验结果与理论分析结果基本一致.当泵浦功率为2.2 W时,得到瓦级单频1064 nm激光输出,最高光-光转化效率为47.2%.     

原子核与激光的相互作用(2)——激光增强的核共振中子宽度

本文研究强激光对中子-核辐射俘获反应过程的影响.已往有关这一问题的理论和实验研究中曾出现过巨大的分歧.从爱因斯坦有关光射与吸收的一般理论出发,推导了计算激光增强的核共振中子宽度的普遍公式,其特点是用与模型无关的可测量表示.对已发表的实验进行了理论分析,计算值与实验结果不矛盾.讨论了进一步观测激光-核反应效应的可能前景.     

相对论圆偏振激光与固体靶作用产生高次谐波

超短超强激光与固体靶表面等离子体相互作用可以通过高次谐波的方式产生从极紫外到软X射线波段的相干辐射,获得飞秒甚至阿秒量级的超短脉冲,可用于观测原子或分子中的电子运动等超快动力学过程.本文实验研究了相对论圆偏振飞秒激光与固体靶相互作用的高次谐波产生过程,实验结果表明,在较大入射角下,圆偏振激光也可以有效地产生高次谐波辐射.通过预脉冲控制靶表面的预等离子体密度标长,发现高次谐波的产生效率随密度标长的增加而单调下降.进一步通过二维粒子模拟程序,分析了激光的偏振以及预等离子体密度标长对高次谐波产生的影响,很好地解释了实验观测结果.     

激光高反射膜的研究

研究混合膜（TiO2 Ta2O3;Ta2O5 ZrO2)的色散规律，用Ta2O5 ZrO2和SiO2成功地镀制出两个波段（632．8nm,1.06μm)的激光反射膜，使激光破坏阈值提高5％－15％（1．06μm)，膜层吸收小，机械强度增加。     

连续波DF高功率激光引起的光学元件热畸变和损伤

分析了四分之一波长膜堆和金属介质增强激光反射膜的吸收，计算和测量了连续波高功率激光辐照下光学元件的热变形．对理论计算和实测结果进行了比较。     

高功率XeCl准分子激光自发辐射放大的三维计算

 采用M – C方法计算了强流电子束泵浦XeCl准分子激光输运过程中生成的放大自发辐射（ASE）在激光腔中的输运过程。该模型考虑了腔壁的反射影响、非饱和吸收和镜反射的作用，计算给出最佳注入通量值。计算结果与文献[2] ~ [5] 给出的理论及实验结果相吻合。可为准分子激光实验提供理论依据和实验参考。并可推广到任何类型的激光器。     

高效率低阈值Nd:S-FAP晶体激光特性

测量了新型晶体Nd:S-FAP[Nd:Sr₅(PO₄)₃F]的吸收光谱特性,它具有宽的有效吸收带,在575.0nm和805.4nm处有二个强的吸收峰.用可调谐染料激光器测量了575.0nm处的吸收系数为19.7cm^-1,用波长为575.0nm的的染料激光作泵浦源,实现了1.059μm的全偏振光输出,最低闽值为2.5mJ,斜效率为49%.用KTP倍频获得的绿光的波长为0.5295μm,峰值半宽度为1.0nm.     

薄层物料受激光脉冲热作用的数值模拟

有别于传统的将加热光源作为第二类边界条件的传热计算方法,考虑到激光与薄层多孔材料热相互作用,将激光加热处理为在被加热物料内沿光程按指数规律衰减的内加热源.考虑到薄层多孔材料在大功率微秒脉冲激光作用下可能会出现极为明显的非傅立叶效应,采用非傅立叶导热的双曲型模型描述多孔材料内的传热过程,并用有限差分方法对其进行数值求解,重点分析并讨论了薄层多孔材料的非傅立叶导热现象与物料的光学性质之间的相关关系.     

用于新一代高密度可录光盘的有机材料研究进展

本文在总结近几年来国内外文献和专利报道的最新研究成果基础上，简要阐述了新一代高密度可录光盘的数据存储机理以及激光器工作波长与有机材料薄膜最大吸收波长相匹配的要求，介绍了在蓝(紫)光波段内(350～400nm)具有显著吸收的有机材料研究概况，并讨论了这些有机材料作为新一代高密度可录光盘数据存储介质的可能性。最后，对有机材料用于新一代高密度可录光盘数据存储介质的研究重点以及今后的发展前景进行简要讨论和展望。     

高功率、高效率放电激励XeBr激光器

本文报道了XeBr激光器输出特性的研究结果。其中含溴化合物为HBr,BBr₃和C₂F₄Br₂,获得最大能量6mJ,体能密度约0.4J/L效率0.14％。比较了HBr,BBr₃对放电的影响。指出进一步提高输出水平的途径。 关键词：     

强激光在高Z等离子体中吸收的波长关系

利用“神光Ⅰ”输出的～５００Ｊ、１．０５μｍ，～２００Ｊ、０．５３μｍ激光和“星光Ⅱ”输出的～７０Ｊ、０．３５１μｍ激光，实验研究了激光与金圆盘靶作用产生的等离子体对激光的吸收，获得了激光１０°、４５°入射Ａｕ盘靶吸收的波长关系。实验结果与一维平面等离子体吸收模型计算的结果基本相符。     

高功率脉冲激光系统的原理和进展

概述了高功率激光的进展，提出了高功率激光系统的设计依据：讨论了激光器单元的基本原理和技术；最后介绍了最近发展的某些激光系统。     

光腔衰荡技术与高灵敏吸收探测

腔衰荡光谱技术是一种新兴的主灵敏吸收光谱探测技术,已经被广泛地应用于原子、分子、团簇等吸收光谱的测量,且可实现10^-6－10^-14cm^-1量级吸收的测量,文章综述了腔衰荡光谱技术的发展及在吸收光谱探测上的应用。