用光线矩阵元描述X射线激光输出特性

采用矩阵光学方法，研究了串接多靶，弯曲靶加反射镜“双程放大”Ｘ射线激光输出特性，给出了发散角普遍公式，分析了电子密度梯度分布，反射镜角失调对Ｘ射线激光输出场分布的影响，所得结果与已有实验符合较好，最后，对如何从靶，Ｘ光学元件空间排布来实现衍射极限的输出发散角提出了新的设想，作了半定量的探讨。     

X光激光行波放大实验对接技术

根据实验要求增加了辅助靶架绕Ｙ、Ｚ轴的旋转功能及小靶室靶组绕Ｘ轴电动旋转功能，使得靶组相对位置现场精密可调；同时改进了原来的焦线对接检测方法，使相距１ｍ的两条长约３０ｍｍ的焦线在ＹＺ平面内夹角小于０．２ｍｒａｄ，以保证Ｘ光激光在两段增益区顺利传输放大，为寻找高亮度小发散角Ｘ光激光输出匹配条件打下基础。     

增益与吸收对X光激光传播放大的影响

在光沿直线传播的假设下，研究了Ｘ光激光在等离子体中的传播与放大。对类氢炭等离子体，除非光线不断通过强吸收区，增益曲线的吸收部分不会严重影响Ｘ光激光的输出能量。     

预主脉冲辐照平面靶产生X射线激光的自相似模型

利用自相似方法，定量地描述了预脉冲辐照平面靶产生Ｘ射线激光的物理过程，解析给出了各物理参量之间的关系，计算结果与实验符合的较好。结果表明：合理地选择预、主激光脉冲的能量的时间间隔，就可以在较低能量的激光装置上产生较强的Ｘ射线激光输出。这一结果为简化预脉冲条件下平面靶Ｘ射线激光的实验设计 乍观定量地解释实验结果了一套有用的工具。     

高功率激光多程放大系统光束传输的计算分析

 报道了高功率激光多程放大系统光束传输的模拟程序, 该程序考虑了放大介质的增益分布、增益饱和、增益恢复系数、介质吸收损耗、B积分以及光阑和空间滤波器等光学元件对激光传输和放大的影响, 并给出了典型的计算实例。     

X射线激光在箔靶等离子体中传播过程的解析研究

 对激光辐照箔靶产生的等离子体中X射线激光的传播和放大过程进行了解析的分析。在R.A.London物理模型的基础上, 用解析的方法描述了抛物线型电子密度分布增益纵剖面中X射线激光传播和放大过程的物理实质。指出了用最陡下降法求出的解析解中的误差, 并给出了折射长度的临界值。     

类氖锗X射线激光光学特性研究

本工作测量了类氖锗3s-3p X射线激光的23.2nm和23.6nm两条强激光跃迁线水平方向和垂直方向的空间分布,当靶长20mm时,X射线激光水平方向束发散角约为12mrad,主束指向偏离线状等离子体轴线约8mrad;垂直方向束发散角约为22mrad,本工作还采用钼/硅多层膜平面反射镜,对X射线激光进行正反射,获得了X射线激光双程放大的光学特性。 关键词：     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨ｘ射线晶体谱仪诊断等离子体参量，给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明：双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益Ｘ射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

染料激光系统增益及放大特性的数值模拟和分析

通过数值模拟计算研究了ＤＤＩ和Ｒｈ８００两种染料的激光系统工作特性。在考虑时间和空间相关性的情况下给出了对应几种实际条件下的数值解，描述了ＡＳＥ与泵浦强度的关系及其对饱和增益的影响，同时也分析了该系统的激光放大特性。     

激光腔靶辐射时间特性研究

介绍了激光加热腔靶辐射时间特性研究。实验采用滤长为１．０５３μｍ，能量为３０－７５０Ｊ，脉宽为６００－１１００ｐｓ的高斯型激光脉冲，辐照柱型腔靶，用两台具有一定和时间分辨的亚千Ｘ射线能谱仪，分别观察激光入射口和Ｘ光输运口的辐射时间特性，实验结果给出了腔靶源区发射Ｘ光时间过程及其与发射口面积，形状，发射能区等的关系。     

磷酸盐钕玻璃的荧光寿命和损耗对激光增益特性的影响小能量0.35 μm激光-X射线转换研究

实验研究了目前使用的N2122和N3122掺钕磷酸盐玻璃中不同的OH基浓度对玻璃荧光寿命的影响,同时从实验和理论上研究了荧光寿命和损耗对激光增益特性的影响,结果表明:增加玻璃的荧光寿命是提高增益性能的一个重要方法,当玻璃的荧光寿命增加10%时小信号增益系数提高5%左右。提高钕玻璃的荧光寿命,可适当降低对损耗的要求,也能够保持它的增益性能不变。以小能量0.35 μm激光(<100J)辐照盘靶(5600 μm×4 μm),用软X射线平响应探测器测量X射线角分布(dE/dΩ)和X射线转换效率(ηx)。dE/dΩ=a+bcosθ,与φ角无关。ηx随激光入射角增加而下降。按金盘、多层膜(0.11 μm)金盘和CH膜(0.4 μm)金盘顺序,ηx依次下降。     

用蒙特卡罗方法计算棒状放大器内的泵浦能量分布

建立了用蒙特卡罗和光线跟踪法计算高功率固体激光系统棒状放大器能量沉积分布的模拟程序。在本文的模型中正确考虑了光线在反射器激光棒上的多次反射，氙灯的辐射光谱以及钕玻璃的吸收光谱。计算结果与作者用阈值法测量的增益均匀性以及用哈特曼网格法测量的氙灯泵浦对激光波面畸变的影响是一致的。     

高功率二极管列阵泵浦固体激光泵浦耦合优化设计

 高功率二极管阵列泵浦固体激光系统的核心在于泵浦耦合技术,泵浦耦合直接决定了系统的成本、增益能力、增益均匀性、泵浦引发动态波前畸变和泵浦引发动态光束漂移等关键问题。通过对用于高功率二极管列阵泵浦固体激光系统泵浦耦合优化设计的3维光线追迹方法的研究,从二极管发光远场属性出发,建立其理论计算模型,对高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器的一种新型耦合方式——二极管列阵拟球面排列、空心镀银导管耦合进行了优化设计,并开展了泵浦耦合效率、泵浦场均匀性、泵浦场传输性等实验研究,实现了72%耦合效率、5 mm内80%传输效率的均匀平顶泵浦耦合场输出,理论计算与实验结果符合较好。     

水窗波段附近激光等离子体X光辐射产生的途径

讨论了利用激光等离子体产生水窗波段Ｘ光辐射的可能途径。靶材，即原子序数的选取是决定产生这一波段辐射的基本因素，利用激光等离子体的平衡态和非平衡态特性都可在水窗波段产生亮度Ｘ光辐射，提出利用黑体辐射来实现水窗波段Ｘ光显微成像研究的方案。     

神光Ⅱ上柱形黑腔辐射驱动冲击波

利用神光Ⅱ的八路三倍频激光装置，驱动柱形黑腔产生的x 射线作辐射源驱动台阶铝样品产生冲击波，获得了清晰的冲击波图像，通过冲击波过台阶样 品的时间差获得冲击波速度和压力分别为31.2km/s和17.5×10⁵MPa.采用软x射线能谱 仪通过激光注入孔测量的辐射温度与采用冲击波法测量辐射温度的结果一致. 关键词： 冲击波 辐射驱动 辐射温度     

Experimental evaluation of X‐ray optics applied for microanalysis

The performance of x‐ray capillary lenses has been evaluated. The tests were carried out using an x‐ray tube set‐up. A single glass capillary with tapered inner channel, a monolithic glass polycapillary, and an in‐house manufactured single metallic capillary with parabolic inner channel were characterized in terms of gain, spatial resolution, and element detection limits. The spatial resolution of a confocal set‐up utilizing a monolithic glass polycapillary and a polycapillary conical collimator has also been measured. The highest gain of about 2500 was observed for the glass polycapillary. The maximum gain achieved with the single glass capillary was equal to about 25, and the gain of the metallic capillary was only slightly greater than 1. For the glass capillary and polycapillary lenses, significant filtering of the higher‐energy photons (energy > 8 keV) was observed. The lowest relative detection limits were obtained with an ordinary cylindrical collimator and the polycapillary lens. Similar absolute detection limits were achieved with the use of the polycapillary and single capillary lenses. A relation between the ratios of the detection limits of elements achieved with different x‐ray lenses and the lens parameters (spatial resolution and gain) has been proposed and was verified experimentally. The monolithic polycapillary lens was found to be an optimum focusing device for an x‐ray tube‐based scanning spectrometer. This type of x‐ray lens can be coupled with a polycapillary conical collimator or a polycapillary half‐lens to make a confocal x‐ray microscope capable of depth profiling with a spatial resolution equal to about 30 micrometers. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

短脉冲强X光泵浦产生光电离三体复合X光激光

 介绍了激光打靶产生短脉冲强X光辐射的方法,给出了打钠靶的数值模拟结果。 数值研究短脉冲强钠X光泵浦氖激光介质的X光激光,通过在氖中加氢的办法降低了电子温 度,有效地提高了激光增益。研究了短脉冲强X光泵浦的高增益光电离三体复合X光激光机 制,提出了在大中型激光器上开展这种X光激光研究的想法。     

超短强激光与固体薄膜靶作用产生keV相干X射线数值模拟研究

用一维粒子模拟研究了超短强激光脉冲与两个固体薄膜靶作用产生X射线的一个方案, 特别研究了该方案中产生相对论电子层的源靶的厚度和密度分布对产生X射线的能谱、能量转换效率的影响. 数值模拟发现当产生高能电子层的源靶的厚度d与产生的X射线的波长λ/4γ_x²相当或者更小(λ 是入射激光波长)时, 才能产生准单色的X射线光谱, 否则产生的光谱有极大展宽, 且最高频率下降很快. 另外, 当薄膜靶前面存在不均匀预等离子体时, X射线光谱会明显变差. 关键词： 相对论电子层 Doppler 频移 相干X射线     

Role of the wall ablation in the operation of a 46.9 nmAr capillary discharge soft x‐ray laser

A capillary discharge pumped soft x‐ray laser operating at 46.9 nm on the 3p–3s transition of the Ne‐like Ar has been realized by pumping the active medium with a relatively slow current pulse (dI/dt ≈ 6 · 10¹¹ A/s). In order to study the role of the ablation in the production of the laser effect, the intensity of the amplified 46.9 nm line has been investigated using the same pumping current pulses in the plastic (polyacetal) and ceramic (Al₂O₃). We showed that the ablation of the capillary walls is unfavorable both for the compression and stability of the plasma and consequently for the soft x‐ray laser production. The amplification and lasing effects are observed only in the ceramic channel. The measurements of the line intensity at 46.9 nm showed the lasing with a gain‐length product of ≈ 9, a laser pulse energy of ≈ 5 μJ, a pulse duration of 1.3 ns and a beam divergence of ≈ 3.5 mrad. In addition, effect of the scaling of the time of lasing with the initial plasma diameter was demonstrated experimentally and compared with a one‐dimensional MHD model.     

低增益准分子激光最佳透射率的研究

对于激光系统性能而言,谐振腔最佳透射率具有非常重要的作用。低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率条件与其激光抽运脉冲引起的增益脉宽有密切关系。提出了在激光四能级系统速率方程的基础上模拟低增益准分子激光的跃迁行为。并利用合理的近似,研究低增益脉冲准分子激光谐振腔的最佳透射率。给出了其在不同增益脉宽情况下统一的最佳透射率条件,并分析了以小信号增益系数为函数的最佳透射率变化规律。所得到的结论为：低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率情况和连续激光器有所不同。而是取决于增益脉宽和光子寿命之间的关系。上述结论得到了相应实验研究结果的证实。