热阴极直流放电等离子体化学气相淀积金刚石膜过程中等离子体环境的研究 *

利用光发射谱和Langmuir探针对热阴极直流放电等离子体化学气相淀积(PCVD)金刚石薄膜的等离子体环境进行了原位诊断 ,根据探针和光谱诊断结果定量地计算了在放电电流密度变化过程中基态氢原子和基态CH基团数密度的变化 ,发现基态和激发态的原子氢和CH基团的数密度均因放电密度增加而提高 .电子密度、CH发射的相对强度均随放电电流密度的增加而线性增加 ,而不同的含碳活性粒子的产生与电子温度的升高有关 .将诊断结果与金刚石的生长相联系 ,表明激发态的原子氢的产生促进了金刚石的生长 ,等离子体环境中电子温度和密度的增加对金刚石生长速率提高起着重要的作用 .     

亚毫微秒脉宽激光等离子体研究

本文阐述了亚毫微秒脉宽激光加热与压缩等离子体的研究结果,并初步探索了激光等离子体非线性相互作用与爆炸-推进型压缩。     

软X射线激光增益实验研究

在中国科学院上海光机所的六路激光装置和LF12激光装置上成功地进行了复合泵浦软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和针孔透射光栅光谱仪研究了线聚焦激光辐照平板靶产生的线状等离子体中铝和硅的类锂离子的自发发射放大(ASE)性能。测量了不同长度的线状等离子体的沿轴向发射的类锂铝和硅离子谱线的时间积分强度,结果证实类锂A¹⁰⁺离子的5f-3d跃迁(波长105.7)和Si¹¹⁺离子的5f-3d跃迁(波长88.9)、5d-3p跃迁(波长87.3)等谱线的强度随等离子体长度非线性增长,相应的增益系数分别为3.1±0.9,1.5±0.5和1.4±0.5cm^-1,最大增益长度乘积约为2.5。本实验是首次观察到类锂Si¹¹⁺离子的5f3-d和5d-3p跃迁的激光增益,X软射线激光波长已短于100。特别有意义的是,上述结果是在低的泵浦激光功率密度条件下取得的。研究表明,采用类锂复合机制,有可能在我们现有的激光驱动装置上将软X射线激光推进到“水窗”(43.8—23.3)波段。     

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.     

线状Mg激光等离子体热传导区特性的实验研究

基于一种新型的针孔晶体谱仪和Ly-α线翼部Stark展宽电子密度测量法,提供了一种对激光等离子体热传导区特性进行实验研究的简便方法,利用该方法对线状Mg激光等离子体的热传导区的特性进行了研究,在稳态近似下,得到Mg激光等离子体热传导区的宽度、声速及电子温度的实验值,和一维平面烧蚀稳态模型结果相比较,两者符合较好.     

铁磁Pr1-xSrxMnO3外延薄膜的输运性质与负磁电阻行为

利用脉冲激光淀积法生长了外延Pr_1-xSr_xMnO₃薄膜(其中x=0.1,0.2,0.3,和0.4).测量了薄膜样品在零场中与外加磁场下电阻率随温度的变化.对X≥0.2的样品在磁场下观察到负磁电阻效应.在logρ-l/T的坐标中,零磁场下的数据在很宽的温区显现很好的线性关系,具有热激活载流于输运特征.由实验数据线性拟合得到在样品成分0.1≤ X≤0.3范围的热激活能约为0.1eV.从对掺杂锰氧化物的电子结构分析出发,对这一材料的绝缘-金属相变,输运性质和负磁电阻行为进行了讨论.     

无规分形衬底上薄膜逾渗系统的1/f噪声功率谱

发展了一种用直流参量确定金属薄膜逾渗系统1/f噪声功率谱的方法,并运用这种新方法对淀积在具有无规自相似结构的α-Al₂O₃陶瓷自然断面上的低阻非平整Pt薄膜逾渗系统的噪声功率谱进行了深入系统的研究.结果表明:和通常的平整薄膜逾渗系统相比,这种非平整系统呈现更强烈的跳跃电导效应.     

交变电场辅助的微波CVD金刚石成核研究

报道了一种新的适用于在绝缘衬底上生长金刚石薄膜的方法,利用在直流电压上叠加交流成分,作为微波等离子体的电场偏置,成功地在SiO₂衬底上首次实现了>10⁸cm^-2的金刚石成核.实验结果表明,金刚石薄膜的成核密度与偏压中交流信号的频率和幅度以及直流信号的幅度存在密切的关系.     

晶化硅量子阱中的可见光致发光

在晶化a-Si:H/a-SiN_x:H多量子阱(MQW)结构中,观察到室温可见光致发光现象,72层MQW异质结构是采用计算机控制等离子体增强化学汽相淀积法(PECVD)制备的,晶化是用Ar⁺激光退火技术完成的。使用XRD,Raman及X-TEM技术分析了晶化MQW样品的结构特性,研究了激光功率、激光扫描速度、阱层厚度对光致发光峰相应的波长及半高宽的影响,发光峰的光子能量和由量子限制效应计算的结果相一致。     

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。     

软X射线区粒子数反转的间接证据

10¹¹W(100ps脉宽)钕玻璃大功率激光聚焦轰击带铜冷阱的镁靶,观察到镁的类氦离子在主量子数n=4,3之间粒子数反转的间接证据,对应的波长为154.6,在激光等离子体为冕模型的条件下,不计辐射自吸收时N₄=2.8N₃,计入自吸收后,N₄=2.2N₃,△N=2.7×10¹³/cm³,g=0.26cm^-1。     

金刚石在C60薄膜表面的成核研究

用扫描电子显微术(SEM)研究了微波等离子体CVD生长金刚石系统,金刚石在以C₆₀蒸发膜为抛光Si衬底中间层上的成核行为,实验证实金刚石成核于C₆₀蒸发膜表面,同时观察到成核分布的不均匀性即成核聚集现象,并对此进行了初步分析。金刚石在C₆₀薄膜表面的成核表现出取向生长的特征。     

高阶过程对强场自电离的影响

本文采用包含高阶过程的一般模型,系统研究了连续激光、方形激光脉冲和双曲正割型激光脉冲作用下的强场自电离及其光电子谱,着重讨论了高阶过程、脉冲形状以及脉宽的重要影响.     

“双靶对接”高增益类Ne锗软X光激光实验研究

本文采用新颖的“双靶对接”技术,利用强度～1.2×10¹³W/cm²,波长1.053μm,脉宽～1ns的两路激光线聚焦辐照平面厚锗双靶,观察到波长为19.6,23.2,23.6,24.7和28.6nm的5根类Ne锗3p-3s跃迁谱线的放大。波长为23.2和23.6nm的谱线,增益长度积GL的值均超过13。对X光激光发射的发散角、折射角及时间特性等,也进行了实验现察,为深入了解X光激光的产生和传播,提供了有意义的信息。     

Захаров方程周期初值问题整体古典解的存在性唯一性

在激光和等离子体的相互作用中,若对双流体力学方程组(即电子、离子流体力学方程组)忽略离子部分的非线性项和色散性,即可得到:     

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。     

无结构网格有限体积方法及在热对流中的应用研究

首次将无结构三角网格的有限体积方法和压强连接半隐式算法相结合 ,用于求解非平行壁管道中的热对流问题 .并由此分析了化学汽相淀积薄膜生长的均匀性问题 .计算结果对于分析一类管道中热和动量输运现象均有普遍指导意义     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的外延生长及其电性能的研究

系统研究了在LaAlO3,SrTiO3和MgO衬底上、在不同的温度条件下利用脉冲激光法制备的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的外延生长和电输运特性,测定了薄膜的电阻-温度关系.研究表明薄膜的电输运性质对其外延结构具有密切的依赖性,外延生长的薄膜具有低的电阻率和金属性导电特征;在LaAlO3衬底上在700℃左右外延生长的薄膜具有最佳的性能;探讨了这一薄膜的外延生长与其电输运性能的关系及其机理.     

超强激光等离子体相互作用中产生的三次谐波

在不作稀薄等离子体和弱相对论近似的情况下,详细研究了超强激光(10~(18)W/cm~2)和等离子体相互作用过程中静电势及三次谐波发射对等离子体参数和激光参数的依赖关系,从而给出了三次相干谐波产生所需的最佳激光参数和等离子体参数.     

5.4TW/46fs级台式钛宝石超短超强激光系统

报道实验室建立的一套基于啁啾脉冲放大技术的小型化台式钛宝石超短超强激光系统 ,激光脉冲输出的峰值功率达到 5 .4TW ,中心波长为 790nm ,脉宽 <46fs,单脉冲激光能量为 2 5 0mJ ,能量起伏 <± 3% ,重复频率为 1 0Hz等 .整个系统布置在 <1 0m2 的实验室台面上 .