激励软X光激光的毛细管预-主脉冲放电装置

 介绍了主脉冲和预脉冲的产生电路、预-主脉冲延时触发的方案以及对预-主脉冲的联调结果。毛细管放电X光激光装置经改造后，抑制了原有电流幅值过大的预脉冲，外加预脉冲发生器可以提供幅值几十A的预脉冲。预 主脉冲的联调结果表明，预脉冲的电流为20A，主脉冲的第一个峰的峰值电流为40.1kA，前沿为26.6ns，脉宽38ns，预-主脉冲之间的触发延时在3～50μs之间可调。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题，提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲，再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器，产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A，持续时间约17μs的方波预脉冲电流，来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

 针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题，提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲，再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器，产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A，持续时间约17μs的方波预脉冲电流，来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

毛细管放电软X光激光预-主脉冲延时电路

 以预-主脉冲方式工作的激励软X光激光毛细管放电装置，其预-主脉冲先后触发时间间隔的控制，直接影响了泵浦能量转换为X射线激光能量的效率。运用光电耦合及脉冲变压器隔离等技术，将集成芯片构成的延时电路用于快速高压放电装置中。实验结果表明，预-主脉冲协调工作，延时触发2～50μs，为产生软X光激光提供了条件。     

水中针-板结构小能量脉冲火花放电特性北大核心CSCD

开展了J量级系统储能下电脉冲参数对水中火花放电特性影响研究。驱动源采用参数可调的固态重频纳秒脉冲电源,放电负载为水中针-板结构(间距1 mm),在低重频条件(约5 Hz)下进行实验。通过调节放电参数、拍摄高速阴影图像、光谱诊断以及声信号测量,研究水中脉冲放电的物理特性,得到不同放电参数下放电演化规律及其对声学、光谱特性影响。实验发现:在J量级储能下,放电通道连通两极后,回路电流在几百ns内快速上升至10 A左右,随后缓慢下降,持续50~60μs。发现预设脉宽对放电影响较大,短脉宽条件下放电会被电源固态开关强制截断出现反向放电,而长脉宽条件下放电通道在后期变得不稳定甚至熄弧中断,出现气泡中二次放电现象。辐射光谱揭示了更多等离子体信息,推断通道电子密度在1018 cm-3量级,随着脉宽增加,特征谱线强度增加,表明活性粒子数密度增加,但粒子种类不变。短脉冲(<150μs)作用下产生的脉冲声波的特征宽度在110~150μs,而当脉宽继续增大,声波脉宽并不继续增加而是保持不变,保持在150μs左右。研究结果对水中小能量火花放电的机理研究有一定参考价值,为水声学、液相等离子体等领域的应用提供思路。     

主控抽运被动调Q激光器和输出特性

对脉冲抽运与增益预抽运的微腔Cr4+:YAG/Nd:YAG被动调Q激光器的稳定性进行了理论和实验研究。结果表明在抽运时抽运脉宽和重复率较大的情况下,输出激光脉冲相对于抽运脉冲抖动范围明显加大。针对此情况,采用压缩抽运脉宽和降低重复率的方法获得了波长为1.06 μm、脉宽为3.8 ns、单脉冲能量为65 μJ、相对抽运脉冲的抖动范围小于0.8 μs的激光输出。同时分析了增益预抽运的优势和缺点。     

预脉冲在毛细管快放电软x射线激光中的作用

在一台毛细管快放电软x射线激光实验装置上，在相同主脉冲条件下（电流峰值18—30kA，半周期80ns），通过观测放电产生的软x射线辐射，研究了该装置固有的高幅值（2—5kA）和外加的低幅值（10—20A）两种预脉冲，对聚乙烯毛细管和高纯度陶瓷毛细管（99.9%）放电的管壁烧蚀及等离子体状态的影响.采用装置固有的几kA预脉冲和聚乙烯毛细管，放电 过程中产生了大量的管壁烧蚀，并且这种情况下的等离子体均匀性差，没有可能获得激光输 出.而采用20A的预脉冲和高纯度陶瓷毛细管，管壁烧蚀量大大减少，预电离等离子体的均匀 性好，在这种情况下，实验上利用x射线二极管观测到了激光尖峰信号. 关键词： 预脉冲 毛细管放电 软x射线激光     

可控制变频率微片激光器

 用20 W光纤耦合LD作为泵浦光源，对Nd^{3+sup>:YVO_{4/sub>微片进行了增益开关实验，获得了可控制变重复频率（1 Hz～25 kHz）的调Q激光输出。输出脉冲激光的宽度为16 ns，输出的峰值功率在几W。从速率方程出发进行了增益开关理论研究，通过数值解，分析了输出激光特性：当泵浦电流高于产生单脉冲的电流时，增加泵浦电流将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出；增加泵浦脉宽，将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出，泵浦脉宽越大，子脉冲个数越多；当增加重复频率时，输出与泵浦激光重复频率完全一致的激光脉冲，但也将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出。}}     

预-主短脉冲激光驱动的高增益类氖氩软X射线激光

 用数值模拟程序计算了脉宽1.5ps预脉冲和主脉冲激光，经1.2ns的时间延迟先后泵浦喷射的密度为6.632×10^-3g/cm³的氩气柱，以获得高增益的类氖离子电子碰撞激发3p-3s跃迁激光的可能性。结果表明：在等离子体中能够形成宽的类氖离子丰度大于50%的区域，并且具有大于10²⁰ cm^-3的自由电子密度。主脉冲到达之后迅速加热自由电子，高密度的自由电子与类氖离子碰撞激发形成具有很高增益系数的增益区，增益区的半高宽度大约100μm，一维理论计算的增益系数为200~300cm^－1，持续时间大约相当于泵浦激光的时间宽度，在1~2ps之间。     

氮离子可见区新的激光跃迁

R.A.McFarlane[1]以空气放电获得六条氮离子激光谱线 ; Heard和 Peterson[2]用汞-氮放电在可见光蓝-绿区获得氮离子激光谱线; Cheo和Cooper[3]用脉冲放电方式获得氮离子激光谱线.本文以纯氮为工作物质,采用在脉冲放电回路中串入电感,拉长放电脉宽,适当降低放电峰值电流的技术,获得五条氮一次电离态的激光新谱线:其波长分别为 648.2,464.1,462.1,460.7,460.1毫微米.并对 NII 648.2毫微米谱线,研究了其激光强度与气压的关系,进行了电流及激光脉冲波形测量.激光脉宽比电流脉宽大得多,激光产生于放电余辉中,为复合激光. 本文用脉冲轴向放电…     

毛细管放电类氖氩X光激光中的准稳态增益

 利用与全时间相关速率方程组相耦合的一维辐射磁流体力学程序，对类氖氩毛细管放电产生X光激光全过程进行了数值模拟，并根据模拟结果，深入细致地分析了产生46.9nm激光线的增益过程，指出其较高的增益来自类Ne离子的高布居和电子温度密度瞬变，这与稳态时的低增益情况很不一样，通过原子动力学层次的分析，对实验提出了一些有益的建议。     

Observation of capillary discharge Ne-like Ar 46.9?nm laser with pre-pulse and main-pulse delay time in the domain of 2–130?μs

We demonstrated the lasing of Ne-like Ar 46.9?nm pumped by capillary discharge with the delay time between pre-pulse and main-pulse ranging from 2 to 130???s. Results show that the laser output reduced significantly when the delay time is much longer than 12???s. The temporal evolution of spontaneous radiation emitted from pre-ionized plasma implies that the observed reduction of the laser output is caused by the axial non-uniformity of pre-ionized plasma density and the decrease of pre-ionized plasma density.     

放电参数对毛细管放电泵浦的软X射线激光的影响

 以哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室中的Marx发生器的放电脉冲波形为基础，理论上模拟计算了在不同放电参数下充氩气的毛细管放电产生的等离子体状态和类氖氩离子3p_3s跃迁线的增益系数的时空演变过程。中心模型中，选取内径为3.1 mm 的陶瓷毛细管并充入初始密度为1.07×10^-6g·cm^-3的氩气，电流脉冲峰值为27.81 kA，脉冲宽度为61.4 ns。改变放电参数进行模拟，结果表明：上升前沿越陡，则增益系数越大，电流脉冲上升时间在20~40 ns，电流峰值在25~40 kA，电流脉冲宽度在50~70 ns范围内，毛细管放电产生的等离子体状态比较理想，可获得较高的增益系数。     

初始充气密度对毛细管放电泵浦的软X射线激光的影响

 利用哈尔滨工业大学的毛细管放电装置的放电参数，对放电过程中毛细管内初始氩气密度的变化对等离子体状态和类氖氩离子3p-3s跃迁线的增益系统的影响进行了全过程的理论模拟计算。给出了毛细管放电中等离子体状态和增益系数的空间分布的时间演变过程。理论计算表明能够出现增益的密度范围比较宽，这对于实验是有利的。现有放电参数下，选取初始氩气密度在气压为40~80 Pa情况对获取好的实现结果是比较理想的。     

Simulations of grazing-incidence pumped Ni-like Sn X-ray laser at 11.9 nm

Grazing-incidence pumped Ni-like Sn X-ray laser media at 11.9 nm (4d-4p, J = 0-1) is modelled using code EHYBRID and a post-processor code. The required atomic data are obtained using the Cowan code. In this study the pre-formed plasma is pumped on longitudinal direction with a grazing angle. Detailed simulations were performed to optimize the driving laser configurations. Relatively high gain is produced for the Ni-like Sn X-ray laser at 11.9 nm with long pre-pulse and short main pulse drive energy of only 100 mJ on 4 mm slab targets. Using low intensity pre-pulse prior to long pulse decreases the electron density gradient. X-ray resonance lines between 13 and 25 Å emitted from tin plasma have been simulated using post-processor coupled with EHYBRID. The ratio of these resonance lines can be used to measure electron temperature of the laser produced Sn plasma.     

毛细管放电类氖氩69.8nm激光增益特性研究

建立了计算69.8nm激光增益系数的理论模型,根据实验参数,计算了在主脉冲电流为12 kA时,69.8nm激光增益系数最大值为0.32 cm~(-1).理论模拟了不同初始气压下增益系数在毛细管径向上的分布情况.对理论结果的分析表明,最佳的初始气压在12—14 Pa范围内,此时69.8nm激光增益系数的极值最大.实验上,利用毛细管放电装置和罗兰光谱仪,测量了不同气压下的69.8nm激光强度,实验确定的最佳气压为16 Pa,与理论结果相近.此外,实验测量的增益系数(0.4 cm~(-1))略高于理论计算的增益系数(0.32 cm~(-1)).     

HL─1装置等离子体输运与锯齿特性的数值研究

本文利用一维圆柱等离子体输运编码（ＴＲＡＮＰＹ），编制了模拟锯齿振荡的大型编码（ＳＡＷＭＯＤ）。对锯齿振荡的研究，我们选用了两种具有代表性的理论模型：重联模型和湍流模型，后者特别适用于低ｑａ放电的锯齿特性研究。重联模型的锯齿振荡是由于磁力线的完全重联引起的，而湍流模型的锯齿振荡是因为微观湍流或磁力线的随机化而产生的。最后，我们将ＨＬ─１装置的一次典型高密放电的参数代入（ＳＡＷＭＯＤ）编码，运算结果表明，重联模型和湍流模型均能解释实验观测的锯齿现象，理论模拟与实验结果符合较好。     

“PPAS” X-RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY IN LASER-PRODUCED ALUMINUM PLASMA

We have developed and successfully demonstrated the "point projection absorption spectroscopy (hereafter abbreviated to PPAS)" technique to record keV X-ray absorption spectra in the coronal region of laser produced aluminum plasma which provides spatial information in the corona. Absorption spectrum of the Al Ⅻ 1s²-1s2p resonant line for time delays up to 250, 500 and 750 ps after the peak of the incident laser pulse have been observed. Analysis of an absorption spectrum should allow a high spatial resolution (< 25μm) history of the absorbing ion population density to be determined. The 1-D hydro-code JB19 has been used to simulate the experiment and the predictions are compared to the observations. Such comparison can be useful in validating parts of the codes used for gain prediction on recombination X-ray laser transitions.