“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.     

斜入射泵浦等离子体状态研究

 研究了作用在靶介质上的斜入射泵浦激光,对产生的靶等离子体状态以及激光增益区的影响。研究结果表明,等离子体状态和激光增益区随入射角θ0 (20(变化而变化。当θ0≤20°时这种变化不大。当θ0约30°时等离子体状态和激光增益区有比较明显的变化。当θ0≥40°时, 状态有很大的变化,严重影响激光增益和放大。     

主脉冲参数和入射条件变化对等离子体状态的影响

 用一维非平衡辐射流体力学程序,计算和分析了主脉冲激光斜入射与预脉冲垂直入射耦合作用锗靶介质的等离子体状态和激光增益区。研究表明,主脉冲以40°斜入射与其垂直入射相比,在相同靶面功率密度下,电子、离子温度、等离子体烧蚀深度下降约10%。在相同的靶面总能量下,40°斜入射电子温度下降约15%～20%。采用主激光斜入射时间延迟技术,这种下降差别还会更小,能量吸收效率会更高,激光增益区更大。     

Rayleigh-Taylor不稳定性背光照相实验背光源初步理论研究

为开展中等功率激光器上Rayleigh-Taylor不稳定性背光照相实验,对多种背光源靶材料及其发射的K、L、M带X光谱强度作了数值模拟计算。计算结果表明,用数百焦耳倍频激光来产生能量为2keV左右的X光背光源是可能的。     

“四靶串接”类氖锗软X光激光趋向饱和增益的理论研究

介绍了“四靶串接”设计思想,继对接方式之后,又提出了顺接方式来提高X光激光增益,使四靶总长度达到5.6cm。我们研制了程序系列来模拟这一实验,直接给出测点处的X光激光的强度。先用上轮“双靶对接”实验结果检验我们的程序系列,使得23.2nm激光线的结果与实验数据相符合,再用它模拟“四靶串接”实验。在实验之前,对各靶之间距离和角度,以及这些数据对实验结果的敏感程度作了预估,用以指导实验。实验结果证明理论模拟是正确的。23.2nm和23.6nm两条激光线已明显趋于饱和,其小讯号增益长度积GL分别达到18.3和17.6,有效GL分别达到16.4和15.7。X光激光的发散角已减小到3～4mrad,超过美国利弗莫尔实验室(LLNL)已发表的最好结果。     

CH薄膜非平衡辐射烧蚀的特性

 用一维多群辐射输运流体力学RDMG程序数值模拟研究了在神光-II黑腔辐射源条件下，非平衡辐射烧蚀CH薄膜的过程，给出了与平衡辐射烧蚀不同的烧蚀图像，得到了非平衡辐射烧蚀相关的数值定律。     

主脉冲参数和入射条件变化对等离子体状态的影响

用一维非平衡辐射流体力学程序，计算和分析了主脉冲激光斜入射与预脉冲垂直入射耦合作用锗靶介质的等离子体状态和激光增益区。研究表明，主脉冲以４０°斜入射与其垂直入射相比，在相同靶面功率密度下，电子、离子温度、等离子体烧蚀深度下降约１０％。在相同的靶面总能量下，４０°斜入射电子温度下降约１５％～２０％。采用主激光斜入射时间延迟技术，这种下降差别还会更小，能量吸收效率会更高，激光增益区更大。     

辐射烧蚀CH薄膜非平衡理论计算与实验比对分析

 用一维非平衡辐射输运程序和实验提供的黑腔辐射流，对CH薄膜靶的辐射烧蚀进行了数值模拟计算。计算结果表明，非平衡的黑腔辐射场对CH薄膜靶辐射烧蚀的影响十分明显。出靶外界面的辐射流总强度、等效辐射温度随时间变化、400eV光子出界面延迟时间随靶厚度变化规律等方面的数值模拟结果与实验结果基本符合。     

激光照射中Z薄靶等离子体状态的计算-激光等离子体相互作用的理论模拟(Ⅰ)

本文叙述用一维非平衡辐射流体力学激光打靶程序模拟计算高功率密度(~10¹³W/cm²)激光照射中Z介质薄靶形成的等离子体状态。考虑的物理过程有轫致、光电离、电子碰撞电离及它们的逆过程,Compton散射过程等。Compton散射采用Fokker-Planck近似;电子和离子热传导采用限流扩散近拟;光子方程采用多群限流扩散近似;用平均原子模型计算布居数。激光的吸收主要考虑逆轫致吸收。用功率密度分别为5×10¹³W/cm²和1×10¹⁴W/cm²,波长0.53μm,脉宽450ps的激光从两面和单面打se薄靶,模拟计算结果与国外的实验结果^[1]一致。