激光打靶发射的(3/2)ω_0和2ω_0谐波的能量测量

本文介绍了采用“神光”装置基频钕玻璃激光(λ=1.053μm)打平面靶和黑洞靶所发射的3/2ω_0和2ω_0谐波的能量测量原理和方法,给出了相应实验结果,并对所得结果进行了简要的分析和讨论。     

高剥离态离子谱学研究

利用“星光”Ⅰ激光装置,聚焦激光束于真空室内平面箔靶,产生高离化态等离子体,分别用四个不同晶格间距的平晶摄谱仪和１ｍ掠入射光栅谱仪测量了＿（２２）Ｔｉ、＿（２６）Ｆｅ、＿（２８）Ｎｉ、＿（２９）Ｃｕ、＿（３０）Ｚｎ、＿（３２）Ｇｅ等中Ｚ元素及＿（７２）Ｈｆ、＿（７３）Ｔａ、＿（７４）Ｗ、＿（７５）Ｒｅ等高Ｚ元素的高离化态离子发射谱,其波长为３．６～３００Ａ分别用组态相互作用的Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ－Ｒｅｌａｔｉｖｉｓｔｉｃ（ＨＦＲ）方法和多组态的Ｄｉｒａｃ－Ｆｏｃｋ方法分析辨认发射谱中的线跃迁,用自旋轨道劈裂的未分辨跃迁组理论分析发射谱中的带结构,归类了六个中Ｚ元素类钠直至类氦离子的数百条跃迁线,以及四个高Ｚ元素的类钻、类镍、类铜直至类锗离子的线跃迁和跃迁带． The soft X-ray emission spectra from very highly stripped ions of the medium Z elements of_(22)T,_(26)Fe,_(28)Ni,_(29)Cu,_(30)Zn and_(32)Ge, and the high-Z elements of_(72)Hf,_(73)Ta,_(74)Wand_(75)Re have been observed in laser-produced plasmas generated by focusing a Nd-glasslaser beam onto the surface of the plane solid targets at the "Xing Guang" laser facility. Thespectra in the range of 3. 6-300A were recorded by using four flat crystal spectrographyswith different 2d spacting...     

薄膜钯靶烧蚀特性的实验研究

薄膜靶是ｘ射线激光研究中常用靶型之一，了解它在强激光作用下的烧蚀过程是非常重要的。本文介绍了把薄膜靶烧穿时间的测量，井通过时所测数据拟合给出薄膜靶质量烧蚀速率与吸收功率密度的定标关系。     

薄膜钯靶蚀特性的实验研究

薄膜靶是Ｘ射线激光研究中常用靶型之一，了解它在强激光作用下的烧蚀过程是非常重要的，本文介绍了钯薄膜靶烧穿时间的测量，并通过对测数据拟合给出薄膜靶质量烧蚀速率与吸收功率密度的定标关系。     

碳氢靶强激光烧蚀特性

 给出了准稳态情况下强激光烧蚀碳氢靶的实验结果,并与理论定标关系进行对比。 实验中采用晶体谱仪时间积分和X射线条纹相机同时获取碳氢平面靶强激光烧穿厚度和烧穿时间。采用基频光大能量注入,大焦斑(Φ 400μm），光束经列阵透镜均匀化后, 烧蚀碳氢平面靶。     

从3ω0／2,2ω0谐波观察X光激光等离子体状态

本文简单介绍了在Ｘ光激光实验中，用３ω０／２，２ω０谐波散射时间谱来观察Ｘ光激光等离子体密度时间特性。实验中观察到薄膜锗靶和厚猪明显不同的３ω０／２谐波时间特性，在厚锗靶中观察到Ｘ光激光的产生与３ω０／２，２ω０谐波的发存在着密切的关系。     

基于带电粒子活化法开展的SGⅡ-U皮秒激光质子加速实验研究

基于带电粒子活化测谱方法在SGⅡ-U装置上开展了皮秒激光靶背鞘场机制质子加速实验研究,对靶参数进行了优化.利用带电粒子活化测谱方法测量了相同激光条件、不同Cu薄膜靶厚度情况下靶背鞘场加速质子的最高截止能量、角分布、总产额以及激光能量到质子的转化效率等关键参数.实验发现,SGⅡ-U皮秒激光靶背鞘场加速机制的最佳Cu薄膜靶厚度为10 μm,对应质子最高能量接近40 MeV,质子（>4 MeV）总产额约4×10¹²个,激光能量到质子的转化效率约2%.薄膜靶更厚或者更薄都会降低加速质子的最高截止能量;当靶厚减薄至1 μm时,皮秒激光的预脉冲开始对靶背鞘场产生显著影响,质子最高截止能量急剧下降,高能质子束斑呈现空心结构;而当靶厚增加至35 μm时,虽然质子束的能量有所降低,但是质子束斑的均匀性更好.     

527 nm激光辐照盘靶受激布里渊散射光角分布

 在“星光Ⅱ”激光装置上，开展了527 nm激光与金盘靶和铝盘靶相互作用实验，研究了激光辐照盘靶的受激布里渊散射光散射机制，获得了散射光能量角分布。实验结果表明：激光辐照金盘靶时，在入射激光能量大致相同的情况下，受激布里渊散射光能量在匀滑的条件下比没有匀滑时低一个数量级以上（背反能量除外），束匀滑对散射光的抑制作用十分明显。在匀滑条件下，越靠近背反方向，散射光能量越大。散射光能量分布沿方位角的变化不大。激光辐照铝盘靶时，散射光能量分布的离散性较大。     

高剥离态离子谱学研究

利用“星光”Ⅰ激光装置，聚焦激光束于真空室内平面箔靶，产生高离化态等离子体，分别用四个不同晶格间距的平晶摄谱仪和１ｍ掠入射光栅谱仪测量了２２Ｔｉ、２６Ｆｅ、２８Ｎｉ、２９Ｃｕ、３０Ｚｎ、３２Ｇｅ等中Ｚ元素及７２Ｈｆ、７３Ｔａ、７４Ｗ、７５Ｒｅ等高Ｚ元素的高离化态离子发射谱，其波长为３．６－３００分别用组态相互作用的Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ－Ｒｅｌａｔｖｉｓｔｉｃ（ＨＦＲ）方法和多组态的Ｄｉｒａｃ－     

0．53μm激光产生的超热电子的实验观测

介绍了在“神光”Ｉ号装置上利用波长０．５３ｐμｍ、脉宽τ约７５０ｐｓ、能量６０～２３０Ｊ激光（靶面激光强度１×１０￣（１３）～５×１０￣（１５）Ｗ／ｃｍ￣２）照射Ａｕ盘靶和Ａｕ拄黑腔靶产生超热电子的实验观测结果与分析。实验测量１０ｋｅＶ以上硬Ｘ光谱和通量表明：采用倍频激光可以使超热电子能量明显比基频光小一个量级左右，超热电子温度Ｔ＿ｈ、热电子温度Ｔ＿ｅ均降低一半左右，受激Ｒａｍａｎ散射光能量Ｅ＿（ＳＲＳ）减少二个多量级。在我们的实验条件下，Ａｕ盘靶（等离子体定标尺度Ｌ≤１００μｍ）产生超热电子的主要机制可能是双等离子体衰变和共振吸收，此外还有受激Ｒａｍａｎ散射（ｎ≈ｎ＿ｃ／４），１００μｍ＜Ｌ≤２４０μｍ超热电子产生的主要机制是ＴＰＤ，此外还有ＳＲＳ（ｎ≈ｎ＿ｃ／４）；黑腔靶（Ｌ≥３００μｍ）超热电子产生的主要机制是ＳＲＳ（ｎ＜ｎ＿ｃ／４）。     

飞秒激光与薄膜Cu靶作用时质子能谱实验

采用飞秒激光辐照固体薄膜Cu靶的方式对质子束的产生及质子束能谱开展了实验研究。在SILEX-Ⅰ飞秒激光装置上,保持脉宽为30 fs不变,测量了不同激光能量和功率密度下辐照7 m Cu靶时的质子能谱。研究结果表明:质子沿着靶背法线方向发射,质子在一定能量处出现截断;随着质子束能量的增加,质子束流减小;轰击厚为7 m的Cu靶时,激光能量越大则质子束流越强;随着激光功率密度的增加,质子截止能也随之增加。     

2 ns, 351 nm激光黑腔靶受激Raman散射实验研究

 介绍了在神光Ⅱ装置上开展的长脉冲2 ns,351 nm激光与黑腔靶相互作用的实验，报道了受激Raman散射光时间分辨谱图及能量测量的实验结果。长脉冲2 ns激光注入小腔靶（Ø700 mm×1 250 mm）时，激光辐照缝靶产生的SRS光能量是激光与全腔靶作用产生的SRS光能量的1.3倍。在2 ns激光与不同尺寸黑腔靶作用的情况下，激光辐照小腔靶产生的SRS光能量比标准腔靶(Ø800 mm×1 350 mm)产生的SRS光能量高1.6倍。由于激光功率密度下降，2 ns激光打靶SRS散射光要弱于短脉冲1 ns激光打靶，但持续时间稍长。实验结果表明：长脉冲2 ns激光与标准腔靶相互作用时，等离子体“堵腔效应”比较严重，标准腔靶尺寸不再合适。     

单束激光脉冲俘获及放大机理的理论分析与数值模拟研究

本文提出用固体靶前放置薄膜靶来实现激光场放大的新方案, 研究了针对单束激光脉冲条件的俘获及放大机理. 理论模型与数值模拟均表明入射激光能量可以部分地以驻波形式驻留在靶间区域并得到有效放大. 研究表明在入射激光光压、俘获激光光压和电荷分离场的共同作用下, 薄膜靶电子层压缩和膨胀是能量积累存在反复振荡过程的直接原因, 经过振荡后激光脉冲得到稳定俘获.     

激光靶耦合过程中的激光能量沉积方程

 激光聚变靶物理研究用激光强率I随空间的变化来反映激光能量的沉积。目前激光靶物理研究使用的激光能量沉积方程在临界面处发散,讨论了造成这一非物理结果的原因,给出了合理的激光强度方程,并讨论了新旧两种激光强度方程对激光吸收的影响。     

提高腔靶激光能量注入率的新途径

 在“星光Ⅱ”上测量了入射孔边缘镀CH膜的孔靶激光能量注入率,给出了注入率随入射激光能量和波长变化的经验公式,同时对堵口现象物理机理进行了一维数值模拟。实验结果表明:镀CH膜是增加激光能量注入率、提高腔靶辐射温度的有效方法。     

强激光辐照下窗口材料靶传热及热应力破裂的解析分析

用有限Ｈａｎｋｅｌ积分变换法对轴对称强激光束辐照下平面薄靶（或薄膜）传热及热应力分布进行了解析推导，得到了随时间演变的温度场及相应的热应力场的解析解。对比有关实验，对强激光束辐照窗口材料（例如ＭｇＦ２晶体、Ｋ９玻璃）靶引起其脆性热应力破裂进行了分析，详细讨论了激光强度、激光－靶能量耦合系数、辐照时间及光斑尺寸等因素对靶的破坏的影响。     

由强激光产生的烧蚀等离子体随时间演化的数值模拟

采用单流体模型描述由强激光产生的烧蚀等离子体,并用具有五阶精度的广义Godunov差分格式——加权本质无振荡格式对该模型进行离散化,考虑激光与等离子体相互作用和能量耦合,数值模拟强激光与固体靶相互作用时产生的烧蚀等离子体随时间演化的物理过程,给出数值模拟结果,并对其进行分析和讨论.数值模拟结果表明,激光能量在靶面等离子体中被强烈吸收,激光支持LSD(Laser Supported Detonation)波速度约为理想LSD波速度的一半.     

飞秒激光中高能质子的产生与加速的研究

为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能质子的产生和加速机制,在超短超强激光装置“SILEX-I”上进行了飞秒激光与平面固体薄膜Cu靶的相互作用中高能质子空间分布、能谱和产额的实验研究。实验采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质子空间分布、能谱和产额。实验结果表明：质子沿着靶背法线方向发射,质子空间分布呈圆环状,存在一定的立体角;质子在一定能量处出现截断;截断能量的大小与靶厚度有关。经分析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的TNSA加速机制则占主导地位。     

飞秒激光中高能质子的产生与加速的研究

为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能质子的产生和加速机制,在超短超强激光装置“SILEX-I”上进行了飞秒激光与平面固体薄膜Cu靶的相互作用中高能质子空间分布、能谱和产额的实验研究。实验采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质子空间分布、能谱和产额。实验结果表明：质子沿着靶背法线方向发射,质子空间分布呈圆环状,存在一定的立体角;质子在一定能量处出现截断;截断能量的大小与靶厚度有关。经分析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的TNSA加速机制则占主导地位。     

轴压柱壳在连续波激光辐照下的屈曲破坏

介绍轴向预压柱壳侧表面在连续被ＣＯ＿２激光辐照下的屈曲破坏实验。结果表明，辐照面的材料热软化将诱发预压柱壳的屈曲破坏，并且柱壳预压的屈曲；临界载荷将随激光入射能量的增高而降低，考虑到持续轴压载荷和柱壳的后屈曲特性，可能引起柱壳屈曲的灾难性塌陷破坏。