线状锗等离子体X射线线谱的时间分辨测量

用自行研制的X射线条纹晶体谱仪首次测量了线状锗等离子体的X射线时间分辨谱。给出了类Ne-锗L线共振线的时间演化过程,并用类Ne-锗L线共振线与其双电子俘获伴线的相对强度比粗估了锗等离子体的电子温度及其随时间的变化,实验给出了X光激光增益区介质的电子温度为400～760eV,同时给出了电子温度保持相对恒定的时间不小于90ps(电子温度变化小于2％)。     

柱状锗等离子体状态的时空分辨诊断

在四靶串接X光激光实验中,用时间分辨晶体谱仪记录了类Ne锗共振线及其类Na伴线的时间扫描特性。测出了这些谱线的辐射持续时间(FWHM)约为0.95ns。考察了锗等离子体电子温度T_e随时间的演化,观测到T_e≥400eV的维持时间大于1.2ns。用空间分辨晶体谱仪诊断得到锗等离子体电子温度T_e和电子密度n_e的轴向分布,其平均值T_e=4.9×10~2eV,n_e=1.2×10~(20)/cm~3。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨ｘ射线晶体谱仪诊断等离子体参量，给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明：双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益Ｘ射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

神光Ⅱ黑腔等离子体时间分辨的电子温度诊断

在神光Ⅱ强激光装置上,用条纹晶体谱仪对埋点于黑腔靶内壁上的双示踪Ti和Cr材料的激光等离子体高离化态离子发射的X射线谱线进行实验测量,获得超高时间分辨的X射线细致结构谱线。用碰撞辐射模型计算了非局域热动平衡的等离子体布居数,组态平均速率系数由一级微扰理论计算,电子波函数由Hartree-Fock Slater自洽场方法计算,给出了Ti和Cr激光等离子体在电子密度为1019~1022cm-3范围内的He-α线强比与电子温度的关系曲线。采用等电子X射线谱线法,获得了黑腔靶激光等离子体冕区的电子温度随激光脉冲加热从低温到高温、然后缓慢下降的演化过程,其峰值达到2.05 keV。     

CO2激光锡等离子体极端紫外及可见光光谱

利用CO2激光烧蚀锡靶产生等离子体,当入射到靶面的单个脉冲能量为400mJ,半峰全宽(FWHM)为75ns时,使用光谱仪和增强型电荷耦合器件(ICCD)采集了等离子体的时间分辨光谱。在局域热平衡假设下,利用谱线的斯塔克展宽和五条Sn II谱线的相对强度计算并得到了等离子体电子密度、电子温度和辐射谱线强度随时间的变化规律;利用掠入射极端紫外平场光栅光谱仪,结合X射线CCD同时探测了光源在6.5～16.8nm波段的时间积分极端紫外辐射光谱。实验结果表明:激光点燃等离子体早期的100ns内有很强的连续谱,此后才能分辨出明显的原子和离子线状谱。在延时0.1～2.0μs的时间区间内,等离子体中的电子温度和密度分别在2.3～0.5eV和7.6×1017～1.2×1016 cm-3范围内,均随时间经历了快速下降,然后再较缓慢下降的过程。激光锡等离子体极端紫外不可分辨辐射跃迁光谱峰值中心位于13.5nm,FWHM为1.1nm。     

时间分辨晶体谱仪在Z箍缩等离子体中的应用

在装置阳加速器上,使用椭圆弯晶谱仪对Al丝阵Z箍缩实验的X射线辐射特性进行了研究。在谱仪结构中,使用椭圆面的晶体作为分光元件,采用PIN阵列作为记录元件实现时间分辨测量,同时用成像板记录时间积分结果。在Al丝阵Ｚ箍缩实验中,获得了时间分辨的Al等离子体Ｋ壳层辐射谱,用基于碰撞-辐射模型的K壳层线辐射谱分析程序对Al丝阵Z箍缩的实验数据进行了分析,获得了Al丝阵等离子体的时间分辨的电子温度和时空平均的电子数密度参数。     

用于测量Z箍缩铝等离子体K层辐射的邻苯二甲酸氢铊弯晶摄谱仪

 基于邻苯二甲酸氢铊(TAP)弯晶和软X射线分幅相机建立了一套4通道的时空分辨弯晶摄谱仪,测谱范围1 500～2 300 eV,时间分辨约2 ns。分析了谱仪各环节的信号传递和转换过程对系统谱响应的影响。利用该谱仪在“强光一号”加速器(约1.5 MA, 80～100 ns)Al丝阵Z箍缩实验中获得了时间分辨及时间积分的Al等离子体K层辐射谱,记录到了类H、类He离子主要共振线及类Li、类He离子双电子复合伴线。将摄谱结果与分能区X射线图像进行了比较。时间分辨的发射谱相对强度与积分结果有明显不同,反映了等离子体在5～10 ns时间尺度上的电子温度和离子布居变化。     

线状锗等离子体空间分布特性实验研究

在电子碰撞激发类Ne锗X光激光实验的基础上,对线状等离子体空间分布特性进行定量测量和分析。首次给出了线状等离子体分布尺度,同时也研究了不同的激光参数和靶结构对等离子体状态的影响。     

条纹相机在真空弧离子源等离子体诊断中的应用

针对真空弧离子源,利用条纹相机将时间轴信息转换为空间轴信息的特点,结合光谱仪分光功能,建立了一套高时间分辨与光谱分辨能力的发射光谱诊断装置,其时间分辨率和光谱分辨率分别可达26ps与0.1nm。利用该诊断装置采集获得了单次脉冲内等离子体的时间演化特性;同时,基于局域热力学平衡等离子体的发射光谱理论,建立了一套谱线拟合的等离子体温度与密度计算模型。相比传统的Boltzmann斜率法与Stark展宽法需要寻找孤立的不受附近谱线叠加的干净线状光谱,建立的拟合光谱模型可以直接处理多条谱线因为展宽效应而叠加形成的光谱线型,计算得到等离子体中电子温度与电子密度。结果表明,在脉冲功率源的作用下,真空弧放电等离子体的电子温度与电子密度分别可达1eV与3.5×1024 m-3。     

激光诱导Ni 等离子体电子温度、电子密度的时间演化特性研究

本文在350～600 nm波长范围内测定了激光烧蚀Ni等离子体中Ni原子的时间分辨发射光谱.由发射光谱线的强度和Stark展宽分别计算了等离子体电子温度和电子密度,并由实验结果讨论了激光等离子体中电子温度、电子密度的时间演化特性.     

用类Ne离子L带特征线诊断等离子体特性初步实验研究

本文描述在X光激光实验中用平晶谱仪测量类Ne锗离子L带线谱,首次借助于碰撞辐射模型,用L带特征线的强度所确定等离子体电子密度和温度。并用平晶谱仪配条纹相机测量等离子体的时间特性。     

激光诱导Ti等离子体光谱的时间演化特性研究

利用Nd:YAG激光器产生的1064 nm、10 ns脉冲激光聚焦在空气中的Ti靶,观测了激光诱导Ti等离子体发射光谱.调节激光能量为45 mJ/pulse,分析了时间范围在0到4000 ns的时间分辨发射光谱和谱线轮廓以及展宽.在局部热力学平衡(LTE)条件下,利用Saha-boltzmann图法拟合电子温度,Saha方程计算电子密度,讨论了等离子体电子温度和电子密度随时间的演化规律.结果表明,在所讨论的时间范围内,谱线的强度在延时250 ns处达到最大,250 ns后随着延迟时间的增加减小,电子密度和电子温度在延时1000 ns内快速衰减,1000 ns后衰减速度变慢.     

脉冲激光等离子体中时间分辨的电子温度和电子密度

本文讨论了一种利用残留在激光器中杂质氢原子的时间分辨光谱,来确定脉冲激光等离子体电子温度和电子密度的方法。根据这个方法,通过实验获得了脉冲CuBr激光等离子体的电子温度和电子密度的时间行为。 关键词：     

X光激光研究中的等离子体状态诊断

在预作X光激光增益介质的中Z靶(象锗靶)中均匀掺人少量的低Z元素(象铝),利用后者的类氦谱线强度比确定了等离子体状态;同时还在PLTE近似下由锗线的强度比确定了等离子体状态,二者基本吻合。     

A 90° laser scattering experiment for measuring temperature and density of ions and electrons in a cold dense theta pinch plasma

In a 90° scattering experiment performed on a plasma with a density of some 10¹⁷cm^?3 and a temperature of some eV a scattering spectrum is expected which consists essentially of an intense central part and two very weak satellite peaks. In this investigation the spectrum of the central part (ion line) was resolved. From the ion line alone which was in good agreement with calculated spectra, the ion temperature, electron temperature and electron density were determined. At some plasma parameters only a few particles were included in the Debye volume. Also in these cases no deviations from calculated spectra have been observed. In addition the position and half-width of the satellites were measured. The position of the satellites yields an independent value of the electron density which agrees very well with that determined from the ion line. The half-width of the satellites was much broader than expected theoretically due to fluctuations of the electron density within the scattering volume. The measurement was performed on a theta pinch plasma. The energy of the condensor bank was 7.5 kJ, the voltage 18 kV. As a light source aQ-switch laser was used with a power of about 100 MW. Because of beam stops to prevent stray light only a fourth of the whole power reached the plasma.     

Comparison of Si and Ge low-loss spectra to interpret the Ge contrast in EFTEM images of Si(1-x) Ge(x) nanostructures

Recently, an EFTEM imaging method, exploiting the inelastically scattered electrons in the 60-90eV energy range, was proposed to visualise Ge in SiGe alloys [Pantel, R., Jullian, S., Delille, D., Dutartre, D., Chantre, A., Kermarrec, O., Campidelli, Y., Kwakman, L.F.T.Z., 2003. Inelastic electron scattering observation using Energy Filtered Transmission Electron Microscopy for silicon-germanium nanostructures imaging. Micron 34, 239-247]. This method was proven to be highly more efficient in terms of noise, drift and exposure time than the imaging of the weak and delayed ionization GeL2,3 edge at 1236eV. However, the physical phenomenon behind this Ge contrast was not clearly identified. In this work, we explain the origin of this Ge contrast, by comparing in details EELS low-loss spectra (<100eV) recorded from pure Si and Ge crystals. High resolved low-loss experiments are performed using analytical Field Emission Gun Transmission Electron Microscopes fitted or not with a monochromator. Low-loss spectra (LLS) are then deconvoluted from elastic/quasi-elastic and plural scattering effects. The deconvolution procedure is established from Si spectra recorded with the monochromated machine. The absence of second plasmon and the measurement of a band gap (1.12eV) on the Si single scattering distribution (SSD) spectrum allowed us to control the accuracy of the deconvolution procedure at high and low energy and to state that it could be reliably applied to Ge spectra. We show that the Ge-M4,5 ionisation edge located at 29eV, which is shadowed by the high second plasmon in the unprocessed Ge spectrum, can be clearly separated in the single scattering spectrum. We also show that the front edge of Ge-M4,5 is rather sharp which generates a high intensity post edge tail on several tens of eV. Due to this tail, the Si and Ge EELS signals in the 60 to 100eV energy window are very different and the monitoring of this signal gives information about the Ge concentration inside SiGe alloys. It is now evident that the EFTEM imaging technique proposed to quantify Ge (90eV/60eV image ratio) in Si-Ge nanostructures is valid and is a relevant way of exploiting the Ge-M4-5 ionisation edge.     

“碰撞-辐射”模型在Z箍缩等离子体K壳层线辐射谱分析中的应用

介绍了由K壳层谱线强度比估算等离子体状态参数的"碰撞-辐射"模型的基本原理.详细描述了自行研制的基于该模型的Z箍缩等离子体K壳层线辐射谱分析程序——ZSPEC的基本情况.给出了氖等离子体的计算结果,包括不同电离态离子的相对含量随电子温度的变化曲线和K壳层谱线强度比在"电子密度-电子温度"平面内的等高线分布图.该程序已在"阳"加速器Z箍缩实验结果分析中得到应用,将椭圆晶体谱仪测得的氖等离子体K壳层谱线强度比与ZSPEC程序计算结果相比较,得出在该发实验 关键词： 碰撞-辐射模型 K壳层线辐射谱')" href="#">K壳层线辐射谱 氖气喷气Z箍缩 阳加速器     

Electron hole condensate radiation from Ge double injection devices between 1.5° and 4.2°

Carrier injection in Ge at helium temperatures produces radiation characteristic of the electron hole condensate. Time resolved spectra are used to analyze the presence of both condensate and free exciton radiation at high power levels. Device heating is indicated.