4.48 nm正入射软X射线激光用Cr/C多层膜高反射镜的研制

针对4.48nm类镍钽软X射线激光及其应用实验,设计制备了工作于这一波长的近正入射多层膜高反射镜。选择Cr/C为制备4.48nm高反射多层膜的材料对,通过优化设计,确定了多层膜的周期、周期数以及两种材料的厚度比。模拟了多层膜非理想界面对高反射多层膜性能的影响。采用直流磁控溅射方法在超光滑硅基片上实现了200周期Cr/C多层膜高反射镜的制备。利用X射线衍射仪测量了多层膜结构,在德国BessyⅡ同步辐射上测量了在工作波长处多层膜反射率,测量的峰值反射率达7.5%。对衍射仪测量的掠入射反射曲线和同步辐射测量的反射率曲线分别进行拟合,得到的粗糙度和厚度比的结果相近。测试结果表明,所制备的Cr/C多层膜样品结构良好,在指定工作波长处有较高的反射峰,达到了设计要求。     

激光等离子体光源软X射线反射率计

介绍了所研制的激光等离子体光源软X射线反射率计,该反射率计由激光等离子体光源、掠入射光栅单色仪、样品室、真空系统、样品台、光电探测系统和计算机控制系统组成,工作波段8～30 nm,测量样品的最大尺寸为130 mm×120 mm×120 mm(长×宽×高),可以利用这台反射率计对软X射线波段光栅、滤光片和多层膜反射镜等光学元件进行测量和评估。为检验反射率计的性能指标,利用该反射率计对本室研制的软X射线多层膜反射镜的反射率进行了测量,测量结果与理论计算结果符合较好,反射率测量重复性为±0.6%。     

毛细管放电激励软x射线激光的产生时间

利用x射线二极管(XRD)，实验上测量了毛细管放电激励下类氖氩469nm软x射线激光的尖 峰信号. 改变毛细管的充气气压和主脉冲放电电流，研究了激光尖峰的产生时间随实验参数 的变化情况. 实验结果表明，激光产生于主脉冲电流波形的前沿，此时的主脉冲电流是其峰 值的65%—75%. 增加毛细管充气气压或者减小主脉冲峰值电流，激光的产生时间将会稍有延 迟. 同时改变毛细管充气气压时，激光尖峰信号在42Pa存在最大值. 关键词： 毛细管放电 软x射线激光 激光产生时间     

掠入射驱动产生x射线激光的数值模拟

利用一维流体力学数值模拟程序MEDUSA和原子物理程序包，以类镍钼189nm x射线激光为例，对掠入射驱动x射线激光方案进行了研究.掠入射驱动x射线激光方案可以通过调整掠入射角来选择适合的增益区间.与正入射驱动方案相比，掠入射驱动方案加强了驱动激光在增益区内的吸收，提高了驱动激光向x射线激光的转换效率.模拟结果与实验结果符合较好. 关键词： x射线激光 掠入射辐照 激光等离子体     

一种利用等离子体X射线激光输出对称性测量X射线多层膜镜反射率的方法

从理论上论证了利用平板靶X射线激光两个输出端光强对称的特性来测量X射线多层膜镜反射率的测量方法.针对实验布局中等离子体对X射线激光吸收可能造成测量误差的情况,以保证测量结果千分之一的精确度为基准,从理论上计算获得该方法对不同波长X射线激光的实验布局要求.并依此要求对制得的Mo/Si、Mo/Mg镜的反射率进行了实验测量.     

23.4nm软X射线多层膜反射镜研制

为了满足类氖-锗X射线激光研究的需要,设计制备了23.4 nm软X射线多层膜反射镜.依据多层膜选材原则并考虑材料的物理化学特性选择新的材料Ti与Si组成材料对.设计优化材料多层膜的周期厚度(d),材料比例(Γ),周期数(N),计算出Ti/Si反射率曲线.通过实验优化各种镀膜工艺参数,制备出了23.4 nm的Ti/Si多...     

单发实验测量软X射线多层膜反射镜反射特性

 提出了一种单发实验测量软X射线波段多层膜反射镜反射特性的简易方法。实验采用激光等离子体软X射线源作为光源,用平焦场光栅谱仪分光,在光路中引入掠入射镜以消除高级次谱的影响,用软X光CCD记录,在一发激光打靶实验中,测量了设计中心波长为13.9 nm的Mo/Si多层膜反射镜的反射特性。     

x射线激光传输过程中的折射和饱和效应

以类镍银139nm(4d→4p，J=0→1)的x射线激光为例，采用二维光线追踪的方法，研究了x射线激光在等离子体介质中的折射及增益饱和效应，计算了x射线激光输出强度随焦线长度的变化和饱和输出光强.计算结果表明折射对光线在等离子体中的传输和放大有重要影响.利用实验参数对类镍银x射线激光的输出强度和增益系数进行了模拟，得到与实验相符的结果. 关键词： x射线激光 光线追踪 折射和饱和效应 激光等离子体     

低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能

W/Si多层膜反射镜在硬X射线天文望远镜中有重要应用. 为减小其应力对反射镜面形和望远镜分辨率的影响, 同时保证较高的反射率, 采用150, 175和200 ℃ 的低温退火工艺对采用磁控溅射镀制的W/Si周期多层膜进行后处理. 利用掠入射X射线反射测试和样品表面面形测试对退火前后W/Si多层膜的应力和结构进行表征. 结果表明, 在150 ℃ 退火3 h 后, 多层膜1级峰反射率和膜层结构几乎没有发生变化, 应力减少约27%; 在175 ℃ 退火3 h后, 多层膜膜层结构开始发生变化, 应力减少约50%; 在200 ℃退火3 h 后, 多层膜应力减小超过60%, 但1级布拉格峰反射率相对下降17%, 且膜层结构发生了较大变化. W, Si界面层的增大和相互扩散加剧是应力和反射率下降的主要原因.     

13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜研究

 介绍了13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜的设计、制备与性能检测。基于分束镜反射率和透过率乘积最大的评价标准，设计了13.9 nm软X射线激光干涉实验用多层膜分束镜。采用磁控溅射方法在有效面积为10 mm×10 mm、厚度为100 nm的Si3N4基底上镀制了Mo/Si多层膜，制成了多层膜分束镜。利用X射线掠入射衍射的方法测量了Mo/Si多层膜的周期。用扩束He-Ne激光束进行的投影成像方法定性分析了分束镜的面形精度，利用光学轮廓仪完成了分束镜面形精确测量。利用北京同步辐射装置测量了分束镜反射率和透射率，在13.9 nm处，分束镜反射率和透过率乘积达4%。使用多层膜分束镜构建了软X射线马赫贞德干涉仪，并应用于13.9 nm软X射线激光干涉实验中，获得了清晰的含有C8H8等离子体电子密度信息的动态干涉条纹。     

Gd3Co29-xCrx新相化合物的结构与磁性

制备出具有室温单轴磁晶各向异性的非间隙型Co基Gd3Co29-xCrx化合物(x=65和70)，x射线衍射和磁性测量表明所有单相化合物均属于单斜晶系，Nd3(Fe,Ti)29型结构和A2/m空间群.Gd3Co29-xCrx化合物的居里温度在x=65时为412 K，x=70时为359 K. Gd3Co29-xCrx化合物在x=65 时磁化强度随温度的变化曲线表明，在居里温度以下的某一温度处有一补偿点，在补偿点处求得晶格分子场系数nRT=33 T f.u./μB. 关键词： Gd3Co29-xCrx化合物 x射线衍射 磁晶各向异性     

成分和厚度的依赖

通过调整Mn的成分，系统地研究了Ni81Fe19/Ni100-xMnx双层膜的磁学性质，特别是交换偏置场(Hex)的变化.当Ni100-xMnx中Mn的原子百分比在534%到600%之间时，对于150nm的Ni81Fe19，得到了最大的交换偏置场175kA/m，同时由于Mn对Ni81Fe19层的扩散所造成的磁矩的降低小于20%；高角x射线衍射证明Ni100-xMnx的晶格常数随着Mn成分的改变而变化，Mn含量越多，其晶格常数越大；制备态Ni100-xMnx膜晶格常数与θ相NiMn膜晶格常数的接近程度与NiMn膜θ相形成的容易程度相对应.也研究了交换偏置场随着Ni１００-xMnx厚度的变化，第一次得到了当Ni100-xMnx中Mn的原子百分比为706%时，Ni81Fe19(150nm)/Ni100-xMnx(90nm)双层膜在经过240℃，5h退火后，可以有80kA/m的交换偏置场，此时铁磁层磁矩的大小几乎不变. 关键词： Ni81Fe19/Ni100-xMnx 交换偏置场     

(Nd1-xErx)3Fe273Ti17化合物的结构与磁性

通过x射线衍射分析和磁性测量对(Nd1-xErx)3Fe273Ti17化合物的结构与磁性进行了研究.单相(Nd1-xErx)3Fe273Ti17化合物的成相范围为x=00—05之间，所有化合物均属于单斜晶系、Nd3(Fe,Ti)29型结构和A2/m空间群.着Er含量的增加，(Nd1-xErx)3Fe273Ti17化合物的晶胞体积、居里温度TC和5K下的饱和磁化强度Ms均单调减小，而5K下的饱和磁化强度Ms和Er含量的关系与稀释模型所描述的结果相一致.(Nd1-xErx)3Fe273Ti1 关键词： (Nd1-xErx)3Fe273Ti17化合物 磁晶各向异性 自旋重取向 磁相图     

RCo12-xTix(R=Y，Sm)化合物的结构与磁性研究

通过x射线衍射分析和磁性测量研究了RCo12-xTix(R=Y，Sm)化合物的结构与磁性，所有化合物全部具有ThMn12型结构.常规取向样品的x射线衍射谱表明，SmCo12-xTix化合物具有室温面磁晶各向异性，而YCo12-xTix化合物具有室温单轴磁晶各向异性.随着Ti含量的增加，SmCo12-xTix和YCo12-xTix化合物的居里温度TC及饱和磁化强度Ms均单调降低.YCo12-xTix化合物的磁晶各向异性场μ0Ha随Ti含量的增加而降低，而SmCo12-xTix化合物的磁晶各向异性场μ0Ha在x=1.74时出现一极大值，这可以用双次晶格模型来解释.     

Study on Time-Dependent Coupled Rate Equations in Non-LTE Plasmas

The matrix-block method presented in this paper greatly simplifies and quickens the numerical solution of numerous time-dependent coupled rate equations. The solution of the coupled rate equations in the quasi-steady state is also presended. The physical meaning of the matrices defined in the solution is discussed. By using the matrix-block method to solve the coupled rate equations of 1409states in Ta plasmas in the steady state and considering the effect of the reabsorption of resonance lines, the optimum region in the Ne/Te plane for gain of the 4.483 nm laser line in Ni-like Ta collisional x-ray lasers is presented. The effects of autoionization and dielectronic capture on the population of Ni-like Ta ions are also discussed.     

快速电子验证相对论效应实验中几个问题的分析

快速电子验证相对论实验是近代物理实验中一个极其重要的实验，本对实验得到的能谱曲线中的两个峰作了详细分析，并证明该实验不仅可以用来验证相对论，也可以用来验证全同粒子的不可分辨性以及X射线特征谱线与入射电子能量无关，只与靶材料有关的理论。     

紧凑型激光二极管抽运全固态355 nm连续波紫外激光器

报道了一台激光二极管端面抽运Nd:YVO₄晶体内腔三倍频355 nm激光连续输出的全固态紫外激光器.激光腔采用紧凑型简单凹平直腔,腔长仅为70 mm.利用两块LBO晶体进行腔内倍频、和频,当注入抽运功率为2527 W时,获得最大功率为306 mW的355 nm连续波输出,光光转换效率为012％,输出功率短期不稳定性为53%,355 nm激光输出光束质量良好.通过采用内腔倍频技术和设计合理的腔参数,实现了中小功率连续输出的全固态紫外激光器的小型化、便携化,进一步拓宽了紫外激光器 关键词： 激光二极管端面抽运 内腔三倍频 连续波 355 nm激光     

Nested grazing incidence optics for x ray detection

Grazing incidence optics(GIO) is the most important compound in an x-ray detection system; it is used to concentrate the x-ray photons from outer space. A nested planar GIO for x-ray concentration is designed and developed by authors in this paper; planar segments are used as the reflection mirror instead of curved segments because of the simple process and low cost. After the complex assembling process with a special metal supporter, a final circle light spot of φ12 mm was obtained in the visible light testing experiment of GIO; the effective area of 1710.51 mm2@1 ke V and 530 mm2@8 ke V is obtained in the x-ray testing experiment with the GIO-SDD combination, which is supposed to be a concentrating detector in xray detection systems.     

金属Fe薄膜的PLD制备及其非线性光学性质研究

采用脉冲激光沉积（PLD）技术在MgO基片上制备了金属Fe薄膜.利用原子力显微镜研究了不同制备温度对薄膜表面形貌的影响.x射线衍射分析表明沉积温度大于500℃时，Fe薄膜在MgO基片上有很好的结晶性，并有单一取向.通过z扫描方法测量了超薄Fe膜的光学非线性，得到了Fe薄膜的非线性折射率n₂＝709×10^-5cm²/ kW，非线性吸收系数 β＝-552×10^-3cm/W. 关键词： Fe薄膜 非线性 脉冲激光沉积