利弗莫尔实验室获得X射线全息图

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们用世界上功率最大的Nova激光器获得了X射线全息图,他们希望这一成就将使他们能获得活细胞的高分辨的三维图象.Nova实验计划领导人M.Campbell说,X射线激光能以很高的分辨率使生物结构成象.这种技术将使他们能获得分辨率优于 50 nm的图象. 这一成就是利弗莫尔实验室正在进行的激光聚变计划的副产品.为激光聚变计划建造的Nova激光器是一个10路固体激光器系统,科学家们使其中的两路激光束聚焦到硒和塑料制成的箔靶上.当激光照射Se时,箔靶爆炸而建立起107K的高温,这样的高温是产生X射线激光的关键因…     

利弗莫尔台式激光系统的输出峰功率达到10TW

1989年11月,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室从一个“台式”钕玻璃激光系统产生了峰功率为3.5TW的激光脉冲,项目组长Perry希望到12月时能达到10TW.这台价值50万美元的激光系统放在一个 10×20ft~2的光学工作台上,虽然占地面积相当大,但仍然比产生同样峰功率的其他激光系统小得多.Perry说,这么高的功率是通过啁啾脉冲放大,把能量为好几焦耳的一个脉冲压缩到脉宽小于1Ps而获得的,脉冲压缩时能量减少大约三分之一. 实验工作者原先只能使用几个为核聚变研究而设计的庞大无比的高功率激光系统,这些庞大的激光系统,象利弗莫尔的Nova激光系统和罗彻…     

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。     

X射线激光的新进展

1985年,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室曾首次报道了他们观测到类氖Se离子的远紫外谱线的增益.此后,科学家们对类氖离子和类镍离子的能级和受激发射进行了广泛的研究.这两类离子最适用于远紫外与X射线激光器,因为它们有满电子壳层,性能比较稳定.　根据理论推算,类氖离子也能产生短于碳的K吸收边(43.76A)的软X射线波长的辐射,但是要求泵浦功率密度高达 1016 W/cm2,这在目前还难以实现. 1987年11月,利弗莫尔实验室的一个小组报道了他们首次观测到类镍离子产生软X射线的增益,实验结果表明,类镍离子比类氖离子更有希望用于X射线激光器.他们…     

从氙原子中诱发短波X射线

 迄今的激光都是由可见光形成的。近年来的实验研究,提出了制造X射线激光的可能性。X射线激光可以提供能分辨生命组织和原子的图象系统。为此,研究者们力图寻求一个激发短波X射线的方法。伊利诺依斯大学的A.McPherson及其同事们最近发现了在氙原子团中产生X射线的新方法。他们用大功率紫外光脉冲辐射氙原子团,产生了波长为2（?）³（?）的X射线。     

激光辐射半圆柱凹槽靶产生等离子体特点

在利用激光产生的等离子体作为增益介质,实现X射线激光器的研究中,等离子体的密度分布形状及其时间演化起着重要作用,它不仅决定了等离子体中的原子分子过程,还决定了X射线的传输特性。在一般的软X射线自发辐射放大的实验里,如线聚焦激光辐照薄箔实验,在脉宽为数十微微秒,功率密度约为10~(14)W/cm~2的高功率激光照射下,产生的靶等离     

类氖锗软X射线激光输出达到深度饱和

在国家“863”计划激光技术领域专家委员会的支持下,1992年9月,中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所、北京应用物理与计算数学研究所成功地进行了新的一轮四靶串接加反射镜X射线激光实验.波长为23.2和23.6nm两条激光线的有效增益长度积GL达17.5,创世界最高纪录,表明我国 X射线激光技术研究走在世界前列. 实验用我国的“神光”装置作驱动源,在上一轮四靶串接X射线激光实验成功的基础上,把X射线多层膜反射镜放置在四靶的西侧,距靶端3cm处,使由南路激光辐照的一、二靶产生的X射线激光实现了双程放大、经双程放大的X射线.激光输出强度…     

利用单飞秒激光脉冲驱动类氖钛X射线激光的研究

提出了一种利用单飞秒激光脉冲驱动类氖钛X射线激光的物理方案.利用自相似方法研究了不同脉冲前沿的单飞秒激光辐照钛平板靶产生的类氖钛X射线激光等离子体的特性,得到了电子温度、电子密度和定标长度三者的定标律,讨论了给定输入参数下各定标律曲线的特性.研究表明,利用单个飞秒激光能够实现X射线激光的产生,而且脉冲前沿强度随时间增长平缓的飞秒激光有利于驱动X射线激光.本研究为实验上实现单飞秒激光脉冲驱动X射线激光提供了一种新的方案.     

用于高温等离子体实验的C_8H_8簿膜

一、引言 在核聚变、X射线激光和激光等离子体的研究中,对高温等离子体辐射的X射线诊断,是了解等离子体与激光相互作用的最基本的手段之一。对激光等离子体X射线光谱的分析认为,X射线光子能量在1keV附近的产额最高,所带的信息量亦最丰富,因此人们对等离子体的诊断研究大都集中在这一软X射线波段上。而用于该波段的各类探测器所需要的滤     

俄歇效应泵浦的波长1089的激光增益实验

本文介绍了LF-11~#钕玻璃激光装置上进行的一次短波长激光增益实验。用波长1.06μm、能量20J、脉宽650ps左右的激光束辐照钽靶,形成的等离子体发射出能区在70到130eV之间的软X射线,然后用软X射线去泵浦压强为266.6Pa的Xe气激光工作介质,产生出1089A的激光。实验得出小信号激光增益系数a=2.38/cm。激光持续时间为700ps。     

类锂钙和钾离子X射线激光的实验研究

探索进入“水窗”波段以寻求X射线激光在近期的科学技术应用,是当前实验室X射光线激研究的一个重要目标.采用复合泵浦方案,我们曾用较低的驱动激光功率首次实现了类锂硅离子5f—3d(8.884nm),5d—3p(8.728nm)跃迁软X射线激光,并第一次发现了类锂硅离子的6f—3d(7.583nm)和6d—3p(7.464nm)新的X射线激光跃迁.最近,我们进一步完成了线聚焦激光辐照CaF_2和KCl平板靶的实验,探索了沿类锂离子等电子数序,将软X射线激光推进至更短波长的现实可能性,实现了类锂钙和类锂钾4f—3d跃迁的软X射线激光,波长分别为5.77nm和6.47nm,增益系数分别达到4.3cm~(-1)和1.6cm~(-1).同时也观察到了类氢氟Hα(8.09 nm)的增益,增益系数为1.4cm~(-1).实验结果进一步显示了复合泵浦类锂离子方案在实现更短波长X射线激光方面的潜力.     

X射线辐射输运分解实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上进行了X射线辐射输运分解实验研究.实验中利用高时空分辨的MCP选通X射线皮秒分幅相机和软X射线条纹相机从缝口观测腔内壁X射线辐射时空分布,得到X射线在腔中的输运速率、X射线持续发射时间和轴向强度衰减量;利用X射线CCD针孔透射光栅谱仪观测到腔内X射线辐射光谱随空间位置的变化,得到X射线在输运过程中被多次吸收和发射后谱的变化特征;用X射线二极管和亚千X射线能谱仪分别得到源和输运末端X射线辐射总量和辐射温度.介绍了实验中采用的诊断技术和实验方法,并给出了获得的典型结果. 关键词：     

X射线自由电子激光的原理和在生物分子结构测定研究中的应用

X射线具有短波长和强穿透能力,利用电子对X射线的散射能够研究材料和分子的精密内部结构。信号的质量高度依赖于X射线发射源。2009年,美国能源部下属的斯坦福线性加速器中心国家实验室建成世界上第一台具有原子分辨率能力的X射线自由电子激光设施(LCLS),从此X射线进入激光时代,人类所能使用的X射线的峰值亮度比最强的同步辐射X射线光源提高了100亿倍。文章简要介绍了X射线自由电子激光的发展历程、产生原理和特性,并结合具体实验研究对如何应用X射线激光研究生物学领域的分子结构和动态变化进行总结。     

我国X射线激光研究突破性进展波长短于100激光增益实验成功

1989年8月至11月,中国科学院上海光机所激光等离子体物理研究室在高功率激光物理开放实验室的大力协同下,利用LF12激光装置在低功率运行条件下成功地进行了类锂离子复合泵浦软X射线激光增益实验,实现了波长短于100(?)的类锂Si~(11+)离子的软X射线激光放大.这是迄今国内实验室获得的最短X射线激光波长,显示我国的X射线激光研究朝着具有重要应用意义的“水窗”波长(23～44(?))推进了     

内壳层跃迁--实现超短波长激光的途径

内壳层跃迁机制是实现超短波长激光的一种很有潜力的方案，随着近年来超短超强激光技术和X射线激光实验方法的进展，实现内壳层跃迁机制的超短波长硬X射线激光不再是遥不可及的梦想，文章详细介绍了内壳层跃迁机制X射线激光的原理，并讨论了开展内壳层跃迁机制X射线激光实验的一些实际相关问题。     

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     

长脉冲keV X射线源的辐射特征

 利用神光Ⅱ第九路2 ns长脉冲激光束作用厚钛固体靶，研究了产生的keV X射线源的辐射区域和总辐射功率的时间行为。结果表明：在长脉冲激光作用厚固体靶时，硬X射线线辐射功率的时间行为以及辐射体积的时间行为与激光脉冲波形一致；长脉冲时，等离子体2维膨胀效应非常显著，keV X射线线辐射的径向辐射区域在激光焦斑尺寸附近达到饱和，导致X射线线辐射功率出现饱和，且keV X射线线辐射的辐射体积正比于焦斑尺寸的3次方。从理论和实验角度研究了在同样入射激光能量下，辐射功率随激光焦斑尺寸的变化关系，发现keV X射线线辐射的饱和辐射功率正比于焦斑尺寸的5/3次方，理论结果与实验结果一致。并讨论了相同基频输出激光能量下，keV X射线辐射总功率随激光波长的变化关系，发现即使考虑了倍频效率的影响，短波长激光仍然有利于keV X射线的发射。     

上升时间为170微微秒的X射线倍增器

一、前言 在激光等离子体物理的实验研究中,需要高时间分辨测量等离子体辐射的X射线的特征,以获得有关激光与物质相互作用物理过程的重要信息。X射线扫描相机是进行这种测量的最理想的设备,美国Livermore实验室使用的X射线扫描相机的时间分辨本领为15ps。     

泵浦靶辐射X射线特性研究

为探索和研究新的X光激光泵浦机制,我们研究了泵浦靶辐射X射线特性。先后在“星光”和“神光”激光装置上开展了该项工作。主要介绍“神光”装置上的实验工作。实验所用泵浦靶材料为Na/F和Cu。实验给出了Na/F和Cu靶辐射X射线谱(波长范围分别为1.1～1.5nm,1.1～1.3nm);给出了X射线相对强度随激光功率密度及靶厚度的变化情况。并比较了靶前、后X射线相对强度。同时,实验还给出了线状泵浦源辐射X射线的空间分布。     

高动态范围激光等离子体诊断系统及其在惯性约束聚变实验中的应用

基于高功率激光等离子体X射线辐射谱特性,设计和研制了一种大画幅高动态范围MCP选通型分幅相机. 单画幅宽度13mm,长度36mm,曝光时间0.5—5ns可调.与X射线CCD比较,系统在1.0—10keV的谱响应相对平整,无高能增强效应.利用高功率激光打靶实验进行了性能考核实验,结果表明,系统的信噪比明显好于X射线CCD系统,动态范围大于3×10³. 系统已经在神光Ⅱ装置ICF物理实验中获得成功应用. 关键词： 动态范围 谱响应 激光等离子体诊断 分幅相机