Dielectronic Recombination of Sn^10＋ Ions and Related Satellite Spectra

Based on the multi-configuration Dirac-Fock method, theoretical calculations are carried out for the dielectronic recombination （DR） rate coefficients and the collision excitation rate coefficients of Sn^10＋ ions. It is found that the total DR rate coefficient has its maximum value between 10eV and 100eV and is greater than either the radiative recombination or three-body recombination rate coefficients （the number of free electrons per unit is 10^21 cm^3） for the ease of Te 〉 1 eV. Therefore, DR can strongly influence the ionization balance of laser produced multi-charged tin ions. The related dieleetronie satellite cannot be ignored at low temperature Te 〈 5 eV.     

激光诱导击穿空气等离子体光谱及半经验理论模拟

利用Nd∶YAG激光器输出的1 064 nm激光进行了激光诱导击穿空气光谱实验,测量了空气等离子体的时间分辨光谱。基于局域热动力学平衡模型,建立了模拟激光诱导击穿光谱的方法。对700~900 nm波段的空气等离子体光谱进行了模拟。通过模拟结果与实验结果的比较,进一步估算出了空气中氮、氧和氩的相对含量。     

外加电场下激光诱导Al等离子体特性的实验研究

由Q-Nd:YAG脉冲激光(波长1.06μm,脉宽10 ns)烧蚀Al靶产生等离子体.观测了在低气压和直流电场条件下的Al等离子体发射光谱.研究了激光功率密度和直流电场对各谱线强度的影响,分析了谱线半高全宽与外加电压,等离子体电子温度与激光能量的变化规律.结果表明,直流电场对铝原子谱线强度有显著的增强,铝原子谱线的半高全宽与直流电场的外加电压基本上呈线性关系.     

激光能量对激光诱导Cu等离子体特征辐射强度、电子温度的影响

利用Nd:YAG激光(波长1 064 nm,脉宽10 ns)烧蚀金属Cu靶获得等离子体 .改变激光脉冲能量,观测到Cu的原子谱线和离子谱线随激光脉冲能量有不同的变化关系, 但都在330 mJ/pulse时,谱线强度达到最大,随后在330 mJ～370 mJ/pulse间出现一小平台 ,能量继续增加,各谱线强度减小.同时,使用烧蚀Cu靶产生的五条原子谱线(465.11 nm,5 10.55 nm,515.32 nm,521.82 nm,529.25 nm)的相对强度,在局部热力学平衡近似下,利用B oltzmann图的最小二乘法拟合,测定了不同激光能量下Cu等离子体的电子温度.随激光能量的增加,电子温度近似单调地从1.02×104 K上升到1.46×104 K后,反而有所下降.     

高离化态硫离子光谱的理论分析

 在考虑组态相互作用的基础上,利用包含相对论修正的Hartree-Fock(HFR)理论对S⁸⁺-S¹³⁺离子的谱线波长及加权振子强度等有关原子参数进行了系统计算,并与最新的实验观测和其它理论计算结果进行了比较。计算结果表明：S⁸⁺-S¹¹⁺的各个原子态在LS耦合下纯度很高,随着离化度的增大,S¹²⁺和S¹³⁺离子的部分原子态能级出现混合,组态相互作用逐渐增强。通过对实验结果的分析,识别出32条实验谱线,其中大多数谱线来自S⁸⁺-S¹³⁺离子的2s²2p^k-2s2p^k+1和2s2p^k+1-2s2p^k+2(k=0,1,2,3,4)之间的跃迁,理论计算结果与实验谱线波长之间的绝对误差大多数都在实验的有效分辨力以内。     

离焦量对空气中激光诱导铜等离子体光谱特性的影响

利用Nd: YAG脉冲激光在空气中烧蚀金属Cu靶,获得等离子体光谱;采用改变离焦量的方法,研究了离焦量的变化对谱线结构及谱线强度的影响;分析了离焦量分别为1mm、0mm和-2mm时,沿靶面法线方向不同空间距离处电子温度的演化规律;并对等离子体光谱的特性和产生机制进行了讨论. 结果表明,谱线结构、谱线强度和等离子体的电子温度都与离焦量的变化密切相关,聚焦点在-2mm处CuⅠ谱线相对强度出现峰值,电子温度数值最大;聚焦点在-0.5mm和-1.0mm附近谱线相对强度遽然降低的现象是由于等离子体的屏蔽效应造成的.     

类铷W37+离子双电子复合速率系数的理论研究

 利用全相对论组态相互作用理论方法,研究了类铷W³⁷⁺离子从基组态3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d经过双激发态(3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d)^-1nln′l′(n,n′=4,5)的双电子复合过程,得到了该离子在温度为1~5×10⁴ eV范围内的总双电子复合速率系数。分析比较了不同电子激发的双电子复合速率系数,结果表明:4p电子激发的双电子复合速率系数在低温时给出了主要贡献,而3d的贡献在高温时突出。由于强组态相互作用,两电子一光子跃迁对双电子复合速率系数的贡献不可忽略,其中辐射跃迁4p⁵4d5d5f-4p⁶4f5d的贡献是双激发态4p⁵4d5d5f总的双电子复合速率系数的5%。对双电子复合、辐射复合以及三体复合速率系数的比较表明,在所研究的温度范围内双电子复合速率系数最大。     

低能N6+离子与Ne原子碰撞的单电子俘获研究

采用冷靶反冲离子动量谱仪技术,实验测量了能量为6和8.6 keV/u N6+-Ne碰撞的单电子俘获过程,得到了主量子数n分辨的态选择截面和炮弹离子的散射角分布。实验结果表明,单电子主要被俘获到n=3和n=4的态。这与分子库仑过垒模型计算的反应窗所预测的结果符合。同时,实验获得了单电子俘获到n=3和n=4量子态的角微分截面,此结果与经典模型的计算结果存在较大差别,主要原因是碰撞反应过程的多通道耦合效应。     

态选择电荷交换实验测量以及对天体物理软X射线发射模型的检验

在高温天体等离子体环境中,低能高电荷态离子与中性原子和分子之间的电荷交换是天体物理环境中软X射线发射的重要机制之一.电荷交换软X射线发射相关的天体物理建模需要大量的主量子数n和角量子数l分辨的态选择俘获截面数据,目前这类数据主要来自于经典或者半经典的原子碰撞理论模型.本文利用反应显微成像谱仪,系统测量了炮弹能量为1.6—20.0 keV/u Ne~(8+)与He的单电子俘获n分辨的态选择俘获截面.将测得的相对态选择截面与多通道Landau-Zener方法以及分子库仑过垒模型计算的结果进行比较,发现理论模型计算结果与实验测量结果在弱反应通道上存在显著差异.进一步结合天体物理中常用的l分布模型,计算了1.6和2.4 keV/u Ne~(8+)与He之间电荷交换中的软X射线发射谱,通过与近期实验测量的X射线谱比较,发现计算的软X射线谱强度明显偏离已有的测量值.这些研究表明,多通道Landau-Zener方法、分子库仑过垒模型以及l分布模型在定量描述电荷交换态选择截面时存在一定的不足,如果将这些理论模型应用于天体物理的X射线背景研究中,可能导致对天体等离子体参数的描述不够准确.     

近玻尔速度能区高电荷态离子与激光等离子体相互作用实验研究装置

近玻尔速度能区高电荷态离子在稠密等离子体中的能量损失是强流重离子束驱动的高能量密度物理等前沿研究中的核心物理问题之一.基于中国科学院近代物理研究所的320 kV实验平台,新建立了一套近玻尔速度能区离子束与激光等离子体相互作用的实验研究装置,用于开展高精度的离子能量损失和电荷态研究.本文将详细介绍该装置的特点,包括脉冲离子束(≥200 ns)的产生与调控、高密度(10¹⁷—10²¹ cm^–3)激光等离子体靶的制备、等离子体参数诊断与离子的高精度测量(<1%)等.基于该装置已开展了百keV的质子束和4 MeV的Xe¹⁵⁺离子束与激光Al等离子体靶相互作用的实验,并取得了相应的结果.本实验装置能够为中国在近玻尔速度能区高电荷离子与稠密激光等离子体相互作用研究提供高精度的实验数据,以促进理论工作的发展.