激光等离子体中自生磁场的诊断

激光与固体靶相互作用时会产生极强的磁场。文章简单地介绍了自生磁场的产生机制,较全面地讨论了自生磁场的实验诊断方法,包括物理控针法和光学诊断法,重点介绍了比较成功的法拉第旋转法和塞曼分裂法,最后还提出了两个可能的新方法。     

自生磁场对相对论谐波辐射的影响

分析了自生磁场对相对论谐波辐射的影响，得出结论，自生磁场对强激光在欠稠密等离子 产生的相对论相干波辐射有重要作用，自生磁场激发偶次谐波辐射，并对奇次谐波辐射产生影响，对二次，三次谐波作了详细分析，发现，自生磁场激发二次谐波辐射，而对三次谐波辐射有削弱作用，并且它还使谐波的失相时间延长。     

激光等离子体中由共振吸收诱发的高次谐波

用电容器模型计算了激光打靶过程中由共振吸收诱发的高效谐波，并在此基础上讨论了超短脉冲强激光的高次谐波作为一种短波长相干辐射源的可能性。     

等离子体通道中的自生磁场

研究了超短脉冲强激光在等离子体通道中传播时产生的自生磁场．利用相对论动量方程和泊松方程及安培定律得出自生磁场的一个基本公式，在此基础上解析并数值研究了通道中产生的自生磁场的特性和结构，初步探讨了超短脉冲强激光在等离子体中传播时形成的排空效应对自生磁场的影响，并分析了产生自生磁场的机制 关键词：     

强场物理中自生磁场的实验研究

为了获得飞秒激光与固体靶相互作用中自生磁场的大小与空间分布情况, 利用光学多道分析（OMA）谱仪（谱分辨0.1nm ）加电荷耦合器件（CCD）相机（11521242）探测设备, 用消色差的相机镜头作为空间分辨,在固体靶前表面测量了激光的高次谐波（n0）光谱, 观测到了n0光谱的精细结构及其频率间隔,由此推出激光与固体靶相互作用中产生的等离子体内的自生磁场达60-70特斯拉（T）量级, 且越接近靶法线方向磁场越强,其一维空间分布为环形。 这一结果为进一步研究强场物理中自生磁场的特性及等离子体的整体行为提供了依据。     

利用谐波光谱的伴线结构测量自生磁场

在飞秒激光与固体靶相互作用中,利用OMA光学多道分析谱仪,在靶前表面激光镜反方向测量了激光的二次谐波(2ω₀)光谱和三次谐波(3ω₀)光谱,观测到了红移的2ω₀光谱和3ω₀光谱的伴线结构。在激光功率密度为～1018 W·cm-2的条件下,通过2ω₀和3ω₀谐波光谱的伴线结构,回推出激光与等离子体相互作用中产生的自生磁场均小于1 MGs。随着激光功率密度的增大,谐波谱红移峰向长波方向移动,光谱同时发生展宽。分析认为,等离子体临界面的迅速膨胀是导致二次谐波和三次谐波红移的主要原因。随着预脉冲功率密度的增大,临界面膨胀速度增大,导致了谐波光谱峰更大的红移。自生磁场的测量为诊断临界面的运动方向和速度提供了新的依据。     

飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的测量

自J．A．Stamper首先对自生磁场进行实验研究以来，人们的探索表明超强激光与固体靶相互作用中，在过密和次密等离子体区产生可能高达10^4T的自生磁场。     

用于激光等离子体磁场诊断的紧凑型偏振干涉仪

提出了一种紧凑型偏振干涉仪,其能够在单一记录设备上同时获得等离子体干涉、偏振以及阴影图,通过单发测量即可求解磁感应强度。通过理论分析和参数仿真,确定了干涉仪的最优光学设置,明确了干涉仪的误差来源。干涉仪被成功应用于激光固体靶自生磁场的实验中,可成功测量到几百微米空间尺度、10 T量级的磁场。借助磁流体模拟与虚拟仪器建模,得到了磁场的合成诊断图像,模拟合成结果与实验结果显示出令人满意的一致性。这种紧凑型偏振干涉仪有望提升大激光装置的实验效率,也可以用于提高小激光装置的灵活性,能够有效降低磁场诊断的成本和风险。     

等离子体密度标长对高次谐波转换效率的影响

通过等离子体粒子模拟研究了在强激光与等离子体相互作用产生高次谐波的过程中,等离子体密度标长对转换效率的影响,计算了在不同密度标长下p偏振非相对论强度激光与高密度等离子体相互作用产生高次谐波的转换效率,发现等离子体密度标长对转换效率有重要的影响,这种影响与谐波级次,等离子体密度,激光脉冲宽度有关。     

飞秒激光与固体靶相互作用中自生磁场的测量

利用OMA光学多道分析谱仪,分别在激光镜反方向和接近靶面法线方向测量了2倍频谐波的精细结构。在激光功率密度为5×1017 W/cm2的条件下,通过散射光2倍频谐波谱的精细结构,回推出激光与等离子体相互作用中产生的自生磁场达100T量级。