类氖锗等离子体中软X激光饱和增益实验研究

进入“冰窗”波段和获得饱和增益输出是当前实验室研究X激光的目标。考察X激光输出的强度随靶长的变化规律,是判断是否达到饱和增益的重要依据,但必须排除折射等因素造成的假像。为了校正折射等的影响,我们曾经提出并实施了“双靶对接”方案,在功率为10~(12)W的LF-12~#钕玻璃激光装置上,获得了高增益的类氖锗等离子体中软X激光输出。最近,在饱和增益研究实验中,我们发展了双靶对接的概念。设计了“多靶串接”方案,获得了趋于饱和的类氖锗等离子体中软X激光输出。     

2ω1ω激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 类氖离子的X光激光理论研究可以为类镍X光激光提供有益启示。设计了一系列瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6 nm X光激光的实验，采用2ω1ω泵浦方式，即预脉冲采用倍频钕玻璃激光，主脉冲采用基频，用新开发的瞬态电子碰撞激发类氖锗的系列程序进行了模拟，并与1ω1ω驱动的情况进行了比较。模拟表明, 2ω1ω泵浦方案使类氖锗19.6 nm Ｘ光激光的小信号增益系数增大为1ω1ω方案的1.6倍,增益区也转移到了更高的电子密度区,是获得更短波长X光激光的一种有效方法。     

反射镜多靶串接增益饱和软X光激光实验

利用Mo/Si多层膜软X光反射镜实现了类氖锗软X光激光的双程放大,在顺接双靶总长28mm时,加与不加反射镜相比,软X光激光输出强度增强了40倍左右,已接近饱和;光束发散角减小,增益区厚度变薄,光束的空间相干性改善。当串接四靶总长为56mm时,加与不加反射的软X光激光输出强度没有明显的差异,表明已达到深度的增益饱和。     

反射镜双程放大对类氖锗软X射线激光的输出影响研究

纳秒量级激光驱动的类氖锗软X射线激光具有出光稳定和输出强度大等优点,在诸多领域拥有很好的应用价值. 研究了通过在光路中增加一块多层膜反射镜实现双程放大对出光特性的影响. 通过估算和实验,证实了增加反射镜双程放大确实能够提高类氖锗软X射线激光的输出强度,对于24mm的双程放大长度,总输出强度会增加约2.3倍. 但同时这种模式也带来了光束质量的下降,对应用研究并非完全有益. 关键词： 软X射线激光 反射镜双程放大 增益饱和     

19.6nm波长类氖锗X光激光光源理论模拟

 波长19.6nm的类氖锗X光激光适合作为诊断激光等离子体界面不稳定性的光源。用经过实验检验的系列程序对预-主短脉冲驱动类氖锗进行了系统的优化设计和理论分析。采用2%~3%的预脉冲强度，6~8ns的预-主脉冲时间间隔，在4×10¹³W/cm²功率密度驱动下, 波长19.6nm增益区的宽度可以超过60μm，增益区的维持时间可以达到90ps。对于16mm长的平板靶，增益系数可达11.8/cm；弯曲靶增益系数可达13.3/cm；单靶小增益长度积可达21.3，单靶就可以获得饱和增益。采用双靶对接，其小讯号增益可达38.4，可以获得深度饱和增益，能满足应用演示所需的X光激光光源。     

诊断技术领域的新设备——平焦场光栅光谱仪

<正> 平焦场光栅光谱仪是由中国工程物理研究院上海激光实验室自行研制的用于X光激光研究的诊断设备。在1990年5月的锗双靶对接X光激光实验中,该谱仪已与西安光机所生产的软X光扫描相机相接,在国内首次测出了类氖锗高增益X光激光时间分辨谱线。用脉宽1ns的激光打靶时,产生的X     

类氖锗软X光激光输出趋于饱和

九一年九月,中国工程物理研究院在上海嘉定的“神光”装置上进行了一轮类氖锗软X光激光实验,成功地使波长23.2nm和23.6nm的激光输出趋于饱和,这一成果与国内外同类实验相比处于领先地位。 实验由北京应用物理与计算数学研究所、上海激光等离子体研究所联袂进行,前者提供预估参数和理论模拟依据,后者实施实验作业。同时得到上     

毛细管放电条件下类氖序列原子参量计算与分析

利用多组态求解相对论性的Hartree-Fock-Roothan方程(HFR)方法计算了类氖离子(Z=13～27)2s^22p^5—2s^22p^53s能级之间跃迁的原子参量,包括类氖氩激光系统的能级,振子强度,自发辐射衰变速率,能级寿命,电子碰撞激发截面及电子碰撞激发速率系数等。以类氖氩离子为例,分析了等离子体内46．9nm激光跃迁的粒子数反转的形成及谱线放大过程,讨论了其它几条谱线产生增益的可能性,分析了激光线振子强度随核电荷数的变化规律。根据获得的原子参量,计算了利用毛细管放电产生类氖氩和类氖氪x射线激光的放电参量,其中类氖氩毛细管放电的初始压强的范围为30~90Pa,放电电流峰值为10～50kA。理论计算结果为类氖氩x光激光实验分析,深入研究等离子体反转动力学,激光增益的估算及理论方案设计等提供了基本数据。     

模拟ps激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps，波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明，在临界面附近可以产生高达60 cm ^-1的增益，还计算了X光激光在等离子体中的传播，计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。     

用类氖锗X光激光实验检验理论模拟

 介绍了用国内1ns长脉冲和国外多脉冲驱动的类氖锗的实验数据检验X光激光的理论模拟程序系列的工作。在长脉冲驱动时，对波长19.6，23.2和23.6nm三条激光线，理论模拟与实验数据基本符合。在多个短脉冲驱动时，除了与严重过电离的复合等离子体有关的实验外，理论模拟与实验也基本符合。为今后设计激光聚变等离子体诊断所需类氖锗X光激光光源工作打下了基础。     

共振线俘获对碰撞激发X光激光增益特性的影响

 以类氖-锗离子为例,用逃逸概率方法研究了共振线俘获效应对电子碰撞激发X光激光增益特性的影响。对波长为19.6nm,23.2nm和23.6nm等三条激光线,讨论了增益特性对增益区宽度ΔR和介质速度梯度dV/dZ的依赖关系.     

类氖锗X光激光增益实验

本文介绍了在LF-12激光器上进行的类氖锗X光激光增益实验。当泵浦激光波长为1.053μm,脉宽为1.1～1.4ns、能量为550～650J、线聚焦焦斑为185μm×20mm时,使用片状锗靶测量波长为19.61、23.22、23.63、24.73及28.65nm的五条激光跃迁线的增益分别为3.06、3.99、3.72、2.36及4.59cm^(-1)。实验给出了关于柱形等离子体激光介质发射区厚度及软X射线激光发射角的实验数据。实验也给出了软X射线激光强度随泵浦激光功率密度变化的讯息。最后分析了由薄膜锗X光激光靶进行的增益实验中未看到激光增益线的原因。     

共振线俘获对碰撞激发X光激光增益特性的影响

以类氖-锗离子为例,用逃逸概率方法研究了共振线俘获效应对电子碰撞激发X光激光增益特性的影响。对波长为19.6nm,23.2nm和23.6nm等三条激光线,讨论了增益特性对增益区宽度ΔR和介质速度梯度dV/dZ的依赖关系.     

倍频纳秒激光驱动类氖锗X射线激光的研究

利用JB19等程序分别对基频和倍频激光驱动条件下类氖锗X射线激光进行了模拟计算,结果表明利用倍频激光驱动同样也能够获得高强度的类氖锗X射线激光输出,只是对驱动激光的输出要求要高3.3倍.尽管如此,这也为将来在大型激光装置上开展类氖系列X射线激光研究指明了方向.初步的实验研究也证实了利用倍频纳秒激光驱动能够获得类氖锗X射线激光输出的结果. 关键词： X射线激光 类氖锗 数值模拟     

激发态之间的电离与复合过程对类氖锗19.6nm X射线激光增益系数的影响

考察了激发态之间的电离与复合过程对等离子体状态的影响,并对其原因进行了细致的分析,分别考察了对1.0ns,100ps和5ps激光驱动的类氖锗19.6nm Ｘ射线激光增益系数的影响.研究表明,对于5ps激光驱动的瞬态机理X射线激光来讲,因增益区处在高密度区,所以,激发态之间的电离与复合过程对X射线激光将不可以忽略.对于1.0ns和100ps激光驱动的亚稳态机理X射线激光来讲,在电子密度小于等于5×10²⁰cm^－3的区域,忽略激发态之间的电离与复合使增益的时间半高全 关键词： X射线激光 矩阵分块法 类氖锗 双电子激发态     

X光激光实验研究进展

自１９８７年开发Ｘ光激光实验以来，在许多物理机制研究上取得重要进展，尤其利用电子碰撞激发机制实现了一系列类氖锗离子的Ｘ光激光增益。在驱动能量－６００Ｊ、脉宽－１．２ｎｓ条件下，首先获得１９．６－２８．６ｎｍ间的５条跃迁增益线，ＧＬ值约８，利用平面Ｘ光反射镜又实现双程放大，时间分辨的强度提高１０倍。     

高度电离的锗激光等离子体X射线谱的辨认

本文结合理论计算得到的锗类钠、类氖、类氟、类氧离子的振子强度,对平面晶体谱仪拍摄的锗激光等离子体X射线谱,波长在6～10(?)范围内的40多条谱线进行了分类辨认.     

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。     

模拟卢瑟福实验室的实验以检验理论模拟

在亚稳态电子碰撞激发系列程序的基础上研制成功了瞬态电子碰撞激发的系列程序，并用此系列程序模拟了卢瑟福实验室2000年的类氖锗瞬态电子碰撞激发19.6nm X射线激光实验，与实验数据的比较表明，模拟结果与实验基本符合，为以后研究瞬态电子碰撞激发机理打下了基础. 关键词： X射线激光 瞬态电子碰撞激发 类氖锗 亚稳态     

用波动光学研究X射线激光传播与放大过程

采用放大自发辐射模型，利用快速傅里叶变换解傍轴波动方程，考虑衍射，折射和增益饱和，编制了Ｘ射线激光在多靶中传播与放大的波动光学和程序ＸＷＡＶＥ，给出了Ｘ射线激光的空间分布，角分布和空间相干性的结果。计算结果与多靶实验所给出的增益系数和发射角结果相符合。