超短超强激光与铜靶相互作用产生Kα源的蒙特卡罗模拟

超短超强激光打靶产生的超热电子，与固体靶相互作用时会产生Kα线辐射.由经典定标律给出了法线方向超热电子的温度.利用蒙特卡罗方法，对超热电子在固体靶中的传输进行了研究，模拟了不同靶厚度情况下Kα产额和角分布及不同电子温度下Kα光子的转化效率.计算结果与实验符合较好.结果表明：在一定电子温度下，随着靶厚度的增加Kα光子产额会达到饱和，并会使Kα光子发射的各向异性变得更加严重；存在最佳的电子温度，使Kα线转化效率最高. 关键词： 超短超强激光 超热电子 蒙特卡罗方法 Kα线')" href="#">Kα线     

超强激光超热电子激发的Kα X射线发射研究

建立了无色散型X射线谱仪. 利用SILEX-I激光装置的超强激光辐照固体物质,分别在靶前、后定量测量了Cu和Mo物质在不同激光功率密度时的X射线谱和Kα光子产额,推导了不同激光强度时的Kα X射线光子转换效率. 实验发现,打靶激光能量越高,靶后出射的Kα产额越高,100μm Mo靶可获得10^-5量级转换效率. 关键词： X射线发射 激光-物质相互作用 Kα谱仪')" href="#">Kα谱仪     

kHz激光与固体靶相互作用产生的X射线源

利用kHz激光与固体靶相互作用产生了平均流强为1.3×10⁷ photons·sr^-1·s^-1的X射线源, 研究了激光的对比度和能量对激光与固体靶相互作用产生的X射线能谱及K_α 产额的影响, 使用刀边成像技术测量了X射线源的源尺寸, 并进行了初步的成像实验. 实验中观察到对于非相对论级别的激光脉冲, 降低激光的对比度有利于提高K_α 产额, 而使用高对比度高强度激光, 更有利于获得高通量高信噪比X射线源. 关键词： kHz激光 固体靶 X射线     

用于超热电子诊断的单色X射线成像技术

基于球面弯晶设计了一套二维分辨的单色成像系统,使用光学仿真软件对系统进行了成像模拟。对金网格进行了背光成像,获得了8.048keV的单色网格成像,空间分辨率可达9μm。在神光II(SG-II)升级激光装置上,利用该成像系统成功获取了二维锥靶的Kα自发光单色图像。结果表明,该成像系统能够胜任快点火物理实验中超热电子的诊断。     

Fe39.4－xCo40Si9B9Nb2.6Cux纳米晶合金的有效磁各向异性研究

采用多晶材料趋近饱和定律研究了非晶Fe_39.4-xCo₄₀Si₉B₉Nb_2.6Cu_x(x=0.5,1,1.5) 合金在不同温度纳米晶化后的有效磁各向异性常数〈K〉.结果表明， Cu含量较低(x=0.5)时，纳米晶粒较大并且在较低的退火温度(550℃)下析出硬磁相，〈K〉随退火温度T_a升高显著增加；随着Cu含量的增加，有效地细化了晶粒，并且抑制了硼化物的析出，〈K〉明显减小.讨论了〈K〉与晶粒尺寸D及初始磁导率的关系. 关键词： 纳米晶 有效磁各向异性 磁导率 FeCo基合金     

Ni27+ 离子Kα和Kβ 型衰变的双电子复合速率系数的计算

用HFR波函数对低密度类氢Ni²⁷⁺等离子体与电子相互作用的KLn和KMn共振激发的双电子复合过程进行了细致的理论计算研究.根据可能的重要辐射衰变通道，分析了Ni²⁷⁺等离子体Kα 型和Kβ 型辐射衰变的双电子复合速率系数随旁观电子主量子数n和轨道角动量量子数l与电子温度的变化行为，计算了Ni²⁷⁺等离子体双电子复合过程的总速率系数.研究结果表明，在低密度条件下，Kα 型和Kβ型辐射衰变的分支双电子复合速率系数与旁观电子主量子数n和轨道角动量量子数l有重要关系，前者的分支速率系数远大于后者. 关键词： 27+离子')" href="#">Ni²⁷⁺离子 Kα型和Kβ型辐射衰变')" href="#">Kα型和Kβ型辐射衰变 双电子复合 速率系数     

解二维柱几何输运问题的离散——配置有限元方法

本文研究了求解多群多种介质的二维柱几何中子输运问题的离散一配置方法(TCC)。该方法对时间t用Crank-Nicholson中心差分,源项采用离散纵标近似和源迭代技巧,对空间变量采用配置有限元方法。本文讨论了算法。证明了守恒性。并且证明了本方法在K=1时等价于DSN^[2]方法,因此本方法是DSN方法的高阶推广。本文还给出了数值计算结果。我们对精确解以及多个二维柱几何的临介物理问题进行了数值计算,由分析比较可见,取得了较好的结果。     

利用相干光照明的纹影成像装置研究飞秒激光脉冲烧蚀铝靶喷射物相位的超快时间演化

本文提出了一种基于纹影成像装置的新型相位检测方法, 并使用该方法对飞秒激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化过程进行了实验研究. 与传统的纹影法不同, 本文的相位检测方法使用相干光作为成像照明光, 利用未透过样品的背景光作为参考光, 借助透过样品后在纹影装置刀口处衍射的照明光与背景照明光的干涉, 检测样品的相位; 其最显著的优点是能够清晰反映被测样品mπ或2mπ (m为整数) 的相位改变. 利用该方法, 结合抽运-探测技术, 研究了激光流量为5.4 J/cm²的50 fs脉冲激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化. 实验发现, 烧蚀过程中形成的喷射物可分为三个相位不同的区域, 分别对应等离子体态的喷射物、后续的垂直靶面喷射的物质和冲击波. 其中, 等离子体态的喷射物在0–9.0 ns的时间延迟内, 由于膨胀和电子复合作用, 相位变化超过π; 而后续的垂直靶面的喷射物在此时间内的相位变化没有超过π. 关键词： 相位检测方法 纹影成像技术 相干光照明 抽运-探测技术     

分幅变像管动态空间分辨率的标定

为了提高激光惯性约束聚变实验二维成像诊断的精密化程度, 提出了分幅变像管动态空间分辨率的标定方法. 标定原理是以直边函数为物, 经光学系统成像后求解系统的调制传递函数, 从而获得系统的空间分辨率. 在神光Ⅱ装置上利用八路激光打靶产生1-3.5 keV能区的连续X 射线标定源, 照射高Z刀边材料, 并成像到分幅变像管阴极上, 分幅变像管采用脉冲选通工作模式获得动态像. 对分幅变像管采集的动态图像进行处理得到系统的调制传递函数. 根据调制传递函数为0.1时对应的空间截止频率, 得到系统的空间分辨率为20 lp/mm. 根据分幅变像管的动态空间分辨理论, 计算系统的极限空间分辨率为22.8 lp/mm. 标定结果略低于极限空间分辨率, 与理论基本吻合. 根据传统标定方法得到该分幅变像管的静态空间分辨率为22 lp/mm, 比动态空间分辨率略高. 在二维成像诊断时, 分幅变像管工作于动态选通模式, 故动态空间分辨率的标定结果更能真实地反映其成像诊断能力.     

基于X光微点源的半影成像技术

基于X光微点源装置,从实验角度验证了半影成像的原理。利用针孔成像,直接测量了微点源源区图像;给出了半影孔成像、半影锥成像和环孔成像原理,以及在微点源的半影成像结果和维纳滤波重建结果。从实验结果可知:半影锥成像具有与半影孔成像相同的诊断能力,两种方法的重建图像尺寸与源尺寸一致;环孔成像的诊断能力更好,重建图像的尺寸和形状更接近源图像。     

激光驱动飞片的线面成像VISAR测速技术

以激光驱动飞片速度场诊断为例,展示线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)技术在超高速碰撞研究中的应用前景。将传统VISAR改为成像干涉结构,用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹随时间的变化,实现靶面一条线上各点速度历程和多个时刻二维靶面上所有点速度相对分布的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有10μm的空间分辨和约15m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场,直观给出飞片的演化发展过程。实验结果表明,线面同时成像VISAR技术可以为激光驱动飞片、超高速碰撞等领域的理论研究和数值模拟提供有效比对实验数据。     

氧离子轰击引起钽的L壳层X射线发射截面的研究

在北京原子能研究院串联加速器上,利用20—45 MeV的O⁵⁺轰击Ta靶,研究靶的L壳层X射线. 给出了Ta的L壳层各亚壳层Ll,Lα,Lβ和Lγ X射线发射截面的比值,并且与ECPSSR理论计算做了比较. 结果表明,在误差范围内比值σ(Ll)/σ(Lα)、σ(Lβ)/σ(Lα)和σ< 关键词： L壳层X射线')" href="#">L壳层X射线 发射截面 ECPSSR理论     

AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率器件的电容电压特性的经验拟合

利用蓝宝石衬底的AlGaN/AlN/GaN 高电子迁移率器件(HEMT)的电容电压(C-V)特性,对电子费米能级与二维电子气面密度的经验关系进行表征,其结果对器件电荷控制模型的建立,跨导及电容表达式的简化有重要意义.文章创新性地提出参数α用于表征二维势阱对沟道电子限制能力,并认为α越小则二维势阱的沟道电子限制能力越强.利用上述经验关系来拟合电容,可以获得与实测电容很好的一致性. 关键词： HEMT 费米能级 C-V特性')" href="#">C-V特性 二维势阱的电子限制能力     

软X射线激光探针诊断高$lt;i$gt;Z$lt;/i$gt;材料等离子体

激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 利用软X射线激光作为探针是诊断等离子体电子密度分布的一种重要方法,但在诊断激光辐照高Z材料产生的等离子体研究中,遇到了高Z材料等离子体自发辐射过大的问题,难以开展. 为此,针对软X射线激光的特点,发展了多种具体的实验技术. 通过综合利用这些技术,大大的抑制了待测等离子体自发辐射对信号的影响,使得软X射线激光探针诊断高Z材料等离子体成为可能. 作为典型例子,实验诊断了激光辐照金平面靶的等离子体,获得了清晰的实验图像,表明相关的技术是有效和可行的. 关键词： 等离子体诊断 激光探针技术 软X射线激光 Z材料等离子体')" href="#">高Z材料等离子体     

中子半影成像的数值模拟

 半影成像具有灵敏度高的特点，该技术是未来惯性约束聚变（ICF）中子成像的主要技术路线。基于中子半影成像的基本要求，利用蒙特卡罗方法，采用偏移抽样法和面通量的体通量替代技巧，模拟中子在半影成像系统中的输运，得到2维图像，并通过图像重建程序得到重建的源区图像。利用模拟结果，对编码孔屏蔽材料的选择和外径设计进行了初步优化，最终选择5 cm厚的钨屏蔽材料，其编码孔外径为1 cm。     

惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统的优化研究

在激光驱动的惯性约束聚变实验中,中子半影成像是重要的诊断方法.基于分辨率的要求,模拟了中子源与半影孔装置间不同距离、半影孔装置不同厚度、半影孔装置不同外径以及不同孔型的系统点扩展函数,通过分析点扩展函数的尖锐性和等晕性优化诊断系统.同时还给出了系统的装配误差要求,并发现系统在线性重建时能达到15 μm分辨率,而非线性重建时能满足5 μm分辨率的诊断要求. 关键词： 中子半影成像 Monte Carlo方法 系统优化 分辨率     

基于神光III原型装置的新型针孔点背光实验

在神光III原型装置上发展和改进了新型针孔点背光技术.通过1600 J/1 ns/351 nm激光与3μm钛背光靶相互作用产生4.75 keV的点光源,利用该点光源成像获得了高质量的钨丝以及靶丸图像,并通过多种诊断设备获取了较为完整的背光源参数.实验结果表明,新型的针孔点背光具备高亮度、高空间分辨等优点,可以广泛应用于高能量密度物理研究中.     

非均匀磁场和杂质磁场对自旋1系统量子关联的影响

通过负值度和测量诱导的扰动, 研究了非均匀磁场和杂质磁场对自旋为1的Heisenberg系统量子关联的影响. 研究发现非均匀磁场的增加会降低纠缠, 但也可用来产生纠缠, 并且会提高临界非线性作用K_c的值, 测量诱导的扰动的临界磁场要高于负值度的临界磁场, 而且测量诱导的扰动不会随着非线性作用|K| 的减小而消失, 它能全面反映量子关联的存在. 研究还发现, 不同杂质磁场对测量诱导的扰动的影响彼此间无交叉. 杂质磁场下, 相互作用|J| 必须小于非线性作用|K| 才会有纠缠存在, 但是测量诱导的扰动却可以在相互作用|J| 大于非线性作用|K| 时依然存在, |J| 与|K| 相同时只是测量诱导的扰动的最小取值点. 此外, 系统粒子数目对量子关联也具有重要影响.     

中子半影成像的散射中子对点扩展函数的影响

基于ICF中子半影成像分辨力的要求,利用蒙特卡罗方法,模拟了4种系统模型的点扩展函数,分析半影孔装置、靶室和中子束流通道的钢管、高密度内爆靶丸的散射中子对点扩展函数的影响;模拟了平面中子源在4种模型中的半影成像,并用维纳滤波方法重建,分析了散射中子对中子半影成像诊断的影响。模拟结果表明:半影孔装置、靶室等的散射中子不会造成点扩展函数的变形,仅仅增加本底,对诊断的影响可以忽略;高密度内爆靶丸的散射中子会造成点扩展函数的平滑,但对诊断的影响有限。     

飞秒激光产生的X射线双光谱成像

在微介观诊断中往往因为空间限制,选择具有亮度高、单色性好、对比度强的特征谱线,而忽略了轫致辐射谱线。率先实验设计了特征谱线和轫致辐射谱线的双光谱诊断X射线光源的方法,在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束靶室上进行实验,激光功率密度大于1.6×1018 W/cm2,脉宽为30 fs,45°入射靶面。在入射靶前侧,设计了用于特征光谱成像的针孔成像光路,获得Cu纳米颗粒靶产生的特征X射线的焦斑图像,为76 μm,大于刃边方法测得半径为54 μm的焦斑。在靶后侧,设计了轫致辐射成像光路,利用PIX射线CCD获得2×5的圆形Ta组图像。实验表明,利用双光谱成像设计合理,适合微介观材料动态诊断,提高诊断效率。