在激光等离子体中产生高电荷态离子的新途径

本文提出一种在激光等离子体中产生高丰度高电荷态离子的新途径，即通过共振光激发和碰撞电离混合过程来实现，模型计算表明，这一混合过程对提高高电荷态离子丰度的有效性，有关实验也证明这一过程的重要作用。     

激光金等离子体的电子离子碰撞电离速率系数

电子离子碰撞电离过程在超组态碰撞辐射(SCROLL)模型中真实模拟非局域热动力学平衡(non-LTE)高Z材料Au激光等离子体M带谱5f-3d跃迁中各种复杂离子的电离态特性,诸如离子的平均电离度和电荷态分布是一个主要过程.基于准相对论扭曲波玻恩交换近似,采用组态平均的方法,从头计算了金M带类铁金离子-类锗金离子的电子离子碰撞电离速率系数,其中电离截面的高能行为由Bethe系数决定.结果表明:在"神光Ⅱ"实验装置诊断的电子温度～2keV,电子密度～6×1021cm-3范围内,这些参数有利于使用超组态碰撞辐射模型拟Au的激光等离子体M带细致谱5f-3d跃迁的平均电离度和电荷态分布.     

极化效应对Bohr速度能区O5+离子在低密度氢等离子体中的能损影响

基于HIRFL加速器装置的低能束实验平台,实验测量了1.07 MeV(～66.9 keV/u)高电荷态O⁵⁺离子穿过中性氢气和部分电离的低密度氢等离子体靶后的能量损失,观测到等离子体中离子能损减小的新实验现象.分别考虑部分电离等离子体对炮弹离子的电荷屏蔽效应以及靶区原子的极化效应(Barkas修正),重新计算了离子能损,讨论了离子能损减小的可能物理机制.研究结果表明:在部分电离的低密度等离子体中,靶区的原子极化效应将显著影响Bohr速度能区离子的能量损失过程.     

低能He2+-He碰撞体系转移电离机理的实验研究

利用冷靶反冲离子动量谱仪,对低能He²⁺-He碰撞反应中产生的反冲靶离子和炮弹离子进行了符合测量,根据反冲靶离子的动量,研究了转移电离过程中的电荷转移机理.实验结果表明：在20—40 keV能量范围内,靶原子上的一个电子俘获到炮弹离子的基态,另一个电子直接发射到靶的连续态的直接电离及另一个电子俘获到炮弹离子的连续态的过程(ECC)是最主要的转移电离机理,且ECC过程主要发生在大碰撞参数条件下;炮弹离子俘获两个电子处在双激发态的自电离过程的贡献很小. 关键词： 冷靶反冲离子动量谱仪 转移电离机理 离子原子碰撞     

超短超强激光与薄膜靶相互作用中不同价态碳离子的来源

研究了超短超强激光与不同厚度薄膜Al靶相互作用中靶背法线方向碳离子的最初来源. 通过对比分析碰撞电离率和场致电离率所起的作用, 发现C⁴⁺ 及更低价态的碳离子主要由场致电离产生, 而高价态的C⁵⁺和C⁶⁺ 离子主要来自于超热电子与靶表面的碰撞电离. 关键词： 超短超强激光与等离子体相互作用 离子加速 场致电离 碰撞电离     

应用阈值光电子-光离子符合成像研究能态选择的离子解离动力学

阈值光电子-光离子符合测量是制备和分析能态选择离子性质的高效实验方法.本文回顾了这一技术与合肥同步辐射真空紫外光电离相结合的近期应用,特别是在离子基本参数测量和解离动力学中的研究.通过对电子和符合离子的同步速度聚焦测量,带电粒子的收集效率、电子能量分辨和离子平动能分辨率都得到了大幅提高,通过对特定能态离子解离碎片平动能和角度分布的直接测量,研究了各种非绝热效应,如椎间贯穿、内转换等,在解离过程中的重要作用.此外,在此基础上质量选择的阈值光电子能谱在复杂体系的同分异构体甄别方面也展示出超乎寻常的优势.     

低能高电荷态离子(4≤q≤7)与He碰撞中双俘获与转移电离的截面反转效应

基于入射离子双俘获后势能沉积与双电离靶离子势能的比值定义了势能参数Ω,研究了低能高电荷态离子(q=4,5,6,7)与He原子碰撞系统中双俘获和转移电离反应道的选择规律.研究发现,在Ω坐标下,双俘获和转移电离存在截面反转效应,Ω1.0时双俘获为双电子转移过程主反应道,Ω≥1.0时转移电离成为双电子转移过程主反应道.     

电离效率对激光电离团簇的高价离子产物的影响

纳秒激光与团簇相互作用产生高价离子逐渐成为分子物理界的热点之一, 为了深入研究团簇电离的本质, 本文以分子结构相似、元素组成相同的苯、环己烯和环己烷的分子团簇为对象, 利用飞行时间质谱研究了其与5 ns的532 nm激光相互作用时电离产物的价态和强度分布. 结果表明: 这三种化合物多光子电离效率苯>环己烯>环己烷, 但其高价离子的价态和比值苯是最低的, 环己烷的碳离子最高价态为4价, C³⁺和C²⁺的比值为1.1; 环己烯电离产物C³⁺和C²⁺ 的比值降低为0.6; 苯团簇的最高价态只有3价, C³⁺和C²⁺的比值约为0.4. 引起这种现象的原因可以归结于高的多光子电离效率会导致团簇多位点的电离, 引起团簇在电子加热到发生碰撞电离之前发生解离, 减小了团簇的尺寸, 进而减少了离子发生碰撞电离产生高价离子的反应时间, 最终阻碍了高价态离子的产生.     

Na离子和Cl离子引起He原子直接多重电离过程的研究

利用2～8 MeV的Naq+、Clq+(q=2,3,4,5)轰击氦原子,对碰撞的直接多重电离过程进行研究.实验采用反冲离子-散射离子飞行时间符合技术,通过反冲离子飞行时间谱区分不同价态反冲离子;利用静电偏转和位置灵敏探测技术区分不同电荷态散射离子;结合CAMAC-PC多参数获取系统得到一定价态散射离子所对应的反冲离子电荷态分布谱;经分析该谱得到直接多重电离截面与直接单电离截面之比R21.讨论了R21随入射离子速度和电荷态的变化关系.     

实验室光致电离等离子体中激发过程的研究

光致电离等离子体在宇宙中广泛存在于强辐射场附近. 近年来随着高能量密度实验装置的发展, 在实验室内也能构造出光致电离等离子体. RCF是一个基于The Flexible Atomic Code 数据的针对光致电离等离子体的辐射碰撞模型, 该模型模拟了两个光致电离实验, 其 理论结果中电离态分布和光谱与测量值符合得很好. 在理论模拟中发现, 光致电离等离子体中光致激发和碰撞激发过程对离子态布居和发射光谱都有非常重要的影响. 光致激发过程可以通过将离子激发到双激发态从而间接电离离子; 碰撞激发过程会因为电子将基态离子激发到电离截面小的单激发态而抑制光子对等离子体的电离. 光致激发过程可以加强类锂离子的类氦离子的卫线, 而碰撞激发过程会影响类氦离子谱线的线强之比.     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si2+离子与氢原子碰撞电离反应过程.计算了随入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随入射离子能量变化的平均能量.根据计算结果,讨论展示了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机理,阐明了它们对碰撞总截面、微分截面、电离电子能量的影响.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布研究了不同入射离子能量"鞍点"电离机理的可能性.     

纳秒光场下原子团簇产生高离化Kr离子的激光波长效应

利用不同波长和光强的纳秒激光,对Kr原子团簇进行了激光电离的飞行时间质谱研究,观察到Kr高价离子价态显著地依赖于激光波长,当分别用波长为1064,532,355和266 nm的激光照射Kr原子团簇时,可分辨的离子最高价态分别为+17,+11,+4和+2价;然而离子价态与激光功率密度的依赖关系并不明显。实验结果支持多光子电离-逆轫致吸收加热-电子碰撞电离三步电离模型,表明电子碰撞电离是高价离子产生的主要途径。     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si2+离子与氢原子碰撞电离反应过程,计算了随入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随入射离子能量变化的平均能量.计算结果展示了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机制.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布,研究了不同入射离子能量"鞍点"电离机制的可能性.     

低电荷态离子原子碰撞过程中的转移电离机理的研究

介绍了使用位置灵敏技术和飞行时间方法研究中低能低电荷态离子-原子碰撞过程中转移电离与单电子俘获过程.对于确定的入射离子电荷态,通过理论分析及与实验数据对比给出了转移电离与单电子俘获截面比R_TS随着入射离子速度V_P的变化规律和转移电离过程中电离的电子主要来自靶原子的最外亚壳层. 关键词： 转移电离 逃离半径 电离半径 俘获半径     

碰撞效应对入射到射频偏压电极上离子能量分布和角度分布的影响

考虑了离子与中性粒子的弹性碰撞和电荷交换碰撞效应,建立了一套描述射频等离子体鞘层动力学特性的自洽模型,并利用MonteCarlo模拟方法研究了入射到电极上的离子的能量分布和角度分布.数值结果表明:随着放电气压增加,入射到电极上离子的能量分布逐渐地由双峰分布变成单峰分布,而且低能离子的数目也逐渐地增加.入射到电极上的离子呈小角分布,而且放电气压等参数对角度分布的影响不是太明显. 关键词： 射频放电 等离子体 离子 鞘层     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si²⁺离子与氢原子碰撞电离反应过程.计算了随 入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随 入射离子能量变化的平均能量.根据计算结果,讨论展示了软碰撞、电子转移到入射离子连 续态、两体相遇碰撞等电离机理,阐明了它们对碰撞总截面、微分截面、电离电子能量的影 响.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布研究了不同入射离子能量 “鞍点”电离机理的可能性. 关键词： 重粒子碰撞过程 经典径迹蒙特卡罗方法 电离机理     

多电子激发态离子的自电离衰变处理方法

在分析当前描述离子与原子碰撞的经典理论模型的基础上,详细讨论了处理多电子激发态自电离衰变问题的一些新的思路,把高电荷态离子与原子碰撞反应中的电子转移过程分为四阶段描述,并依据能量守恒原理,规范了处理多电子激发态离子发生自电离衰变的规则,自洽地解决碰撞中间过程中俘获多电子后的离子发生自电离向末态衰变的问题,并分析和比较了新的计算结果与实验结果     

高温稠密等离子体电子离子直接碰撞电离截面的理论研究

在高温稠密等离子体内，由于电子的热运动，产生了各种电子一离子碰撞过程，其中电子-离子直接碰撞电离就是一种很重要的物理过程。电子离子碰撞调节了等离子体内电子的布局数，使之从非平衡走向平衡。电子-离子的碰撞激发、离化导致电子在能级之间发生跃迁，影响能级的寿命，导致能级增宽，因而使谱线变宽，这种效应对研究等离子体辐射不透明度DTA(Detailed Term Accounting)模型具有重要的意义。     

He2+离子与H原子的重粒子碰撞电离过程

利用初态程函近似的连续扭曲波方法研究了He²⁺离子与Ｈ原子的碰撞电离过程. 计 算得到了入射离子能量从30keV/u到2000keV/u的碰撞电离总截面、随电离电子能量和角度变 化的一阶和二阶微分散射截面，及随入射离子能量变化的电离电子平均能量.计算的总电离 截面与其他理论和实验结果进行了比较，在入射离子能量大于100keV／u的能区，计算结果 与实验符合得很好；在较低的能区，各种理论结果之间有较大差别，计算结果比实验约小50 ％.利用计算的二阶微分散射截面讨论了软碰撞、电子俘获到入射离子连续态、两体相遇碰 撞等碰撞电离机理. 关键词： 重粒子碰撞电离 初态程函近似 总截面 一阶和二阶微分散射截面     

Au等离子体M带5f-3d跃迁的电子离子碰撞激发速率系数

电子离子碰撞激发速率系数在超组态碰撞辐射模型中真实模拟非局域热动力学平衡Au激光等离子体M带谱 5f 3d跃迁中各种复杂电荷态离子的电离态特性 (譬如离子的平均电离度 ,相对丰度和能级布居数 )是必不可少的。基于准相对论多组态Hartree Fock方法和扭曲波玻恩交换近似 ,采用自编的扭曲波程序ACDW (9)和Fit(9) ,从头计算了Au等离子体M带 5f 3d电子离子碰撞激发速率系数。结果表明 :在“神光II”实验装置诊断的电子温度约 2keV ,电子密度约 6× 10 2 1cm-3 范围内 ,这些电子离子碰撞激发参数有利于采用超组态碰撞辐射模型模拟Au的激光等离子体M带 5f～ 3d细致谱的平均电离度和电荷态分布。