欧美国家制成激光加速器

目前，世界上已有3个实验组独立成功地利用激光场的尾波加速单能电子束。当一束强的激光脉冲进入气体或等离子体时。激光的电场可以加速运动的电子，直到相对静止的离子通过库仑场把电子拉回为止。等离子体波沿着激光脉冲的尾场运动。在合适的条件下，电子能够被等离子体波带着走；而以前。被加速的电子的能量是分散的。但是，只要加速过程在合适的时间停止。正在加速的电子可以超过等离子体波，而且所有的电子都达到相同的能量。由法国科研中心（GNRS）的维克多·莫片（Victor Malka）领导的小组和由英国伦敦皇家学院的斯多达·孟格利斯（StuartMangles）领导的小组已精确地调整其激光器和等离子体的参数，分别产生了能量约为170MeV和70MeV的准直电子束。     

传导电子的弱局域化现象

本文介绍了近年来固体物理领域的活跃课题之一——传导电子的弱局域化现象．弱局域化是传导电子在低温下的一种反常行为，如电阻随温度的下降而对数上开，负磁致电阻等．这种现象在二维系统（如半导体电子反演层或金属薄膜）中尤为明显．本文通过分析传导电子的干涉效应说明了弱局域化现象的物理本质，并着重介绍了二维（或准二维）系统的理论和实验结果．     

η－配对超导体的临界温度

本文研究具有非零中心动量的η－配对超导系统．用吸引的Ｈｕｂｂａｒｄ模型描述传导电子（或空穴），并认为其能量被限制在化学势范围内．利用平均场方法求出了零温度能隙△（０）和临界温度Ｔｃ同掺杂浓度δ的关系以及２△（０）／ｋＢＴｃ的值．我们的结果在相当宽的掺杂浓度范围内同有关的高Ｔｃ实验相符合．     

用于半导体加工的腔耦合－磁多极型ECR源的研究

本实验室研制出一台谐振腔耦合一多极场位形的电子回旋共振（ＥＣＲ）微波等离子体源（ＭＥＰ）。采用朗谬探针和离子能量分析器，测量了ＭＥＰ中Ａｒ等离子体的放电特性。实验结果表明．ＭＥＰ能在很宽的运行参数范围，高效率地产生具有较高密度、较低离子温度和空间电位的大面积均匀等离子体，特别适合于半导体加工应用研究。     

CF4气体ICP等离子体中的双温电子特性

使用朗谬尔探针方法研究了低压CF4气体感应耦合等离子体（ICP）的放电特性.结果表明 ，CF4等离子体的电子呈现双温分布：一类是密度低、能量高的快电子，另一类是密度高 、能量低的慢电子.快电子温度The、慢电子温度Tce以及它们的平均 电子温度Te随射频输入功率的增加而下降；而它们的密度nhe，nce和ne随功率的增加而上升.从电子与气体粒子碰撞能量平衡的角度解释了双温电子特性与射频输入功率之间的关系. 关键词： 感应耦合等离子体 CF4气体 朗谬尔探针 电子温度     

激光对宽能域碳离子在双组份等离子体中阻止本领的影响

在线性化伏拉索夫-泊松模型基础上研究了激光辐照下碳离子在双组份等离子体中的阻止本领,重点讨论了不同激光振幅、激光频率、激光角度、等离子体密度和等离子体电子温度对阻止本领的影响。研究结果表明,在全域范围内,激光对阻止本领的影响都非常明显。在低能区域（入射速度为等离子体电子热速度的0～0.1倍）,碳离子的阻止本领主要来自于等离子体中离子的贡献,特别是在入射速度约为等离子体离子热速度时,阻止本领出现了第一个峰值;在中高能区域（入射速度大于0.1倍的等离子体电子热速度）,碳离子的能量损失主要来自于等离子体中电子的贡献,特别是在入射速度约为等离子体电子热速度的1.5倍时,阻止本领出现了第二个峰值。碳离子在等离子体中阻止本领的这种双峰结构体现了不同能量区域等离子体中离子和电子对阻止本领的贡献。另一方面,激光强度或激光频率的增加削弱了阻止本领,阻止本领会随着等离子体密度的增加或电子温度的降低而增强,特别是由于离子引起的低能峰与电子引起的高能峰相比阻止本领的增强更明显。     

无碰撞等离子体中电子束流不稳定性的时空演化

强激光在冕区等离子体中传播到临界面附近生成相对论电子和相对论电子束流在随后较长一段稠密等离子体区的能量传输是快点火中的关键问题。对快点火条件下的激光等离子体参数，临界面附近产生的前向快电子电流往往超过阿尔芬极限电流，必须在稠密等离子体中产生中和回流，快电子流才能在稠密等离子体中向前输运。横向电磁不稳定性（类Weibel不稳定性，WI）和纵向静电双流不稳定性（TSI）很容易在这种电子双流体系中激发，前向电子束会被调制或成丝状结构，同时激发电磁场，粒子部分动能会转化为电磁场能量。不稳定性在非线性饱和后，发生电流丝的合并、磁场重联等过程，部分电磁场能量会再转化为粒子能量，表现为对离子体的横向加热。Weibel不稳定性的作用可能形成围绕传播电子束的磁通道，对快电子的定向和准直传播是重要的。TSI激发的纵向静电场对磁场通道会有明显的调制甚至破坏作用，直接影响高能电子流从激光吸收区到燃料压缩区的准直传播。     

Au表面等离子体激元激发的扫描探针电子能谱

结合扫描隧道显微镜（STM）与电子能谱仪是实现表面微区元素分析的途径之一．我们将环形电子能量分析器和三维扫描探针系统相结合,建立了一台扫描探针电子能谱仪(SPEES)．通过测量针尖近场发射束流激发的Au表面能量损失谱,我们用研究了Au原子的等离子体激元激发现象．进一步通过改变针尖－样品距离,我们研究了Au等离子体激元峰与弹性散射峰的强度比随针尖－样品距离变化的关系．研究结果发现该强度比与针尖－样品距离的关系并不是单调变化,而是在一个特定位置存在极大．     

尘埃等离子体

尘埃等离子体物理是近十年里等离子体学科中一个活跃的分支领域之一，带电尘埃广泛存在于空间等离子体、实验室聚变装置、低温等离子体工业应用等众多小同的环境中，并且呈现出相同或相似的性质．这是一种部分或完全电离的等离子体，其基本成分除了电子和离子外，还有（通常）带负电的、且电荷不是常数的微粒．带电颗粒有着与电予和离子完全不同的动力学行为，其与等离子体的相互作用呈现出许多新的物理现象．文章介绍了尘埃等离子体物理的简要发展历史、基本性质和主要研究方向以及最近一些热点问题．     

激光-纳米丝靶相互作用过程中超热电子的加热机理研究

超热电子的产生及其转化效率是快点火中的重要研究内容，也是优化快点火中的激光等离子体参数、降低对点火脉冲能量需求等方面的重要依据．纳米丝靶是提高激光一超热电子转化效率的一种有效途径，为了进一步理解激光．纳米丝靶相互作用中超热电子的产生过程以及加热方式，本文应用二维PIC（Flips2D）程序进行了相关的数值模拟．通过研究电子在丝靶中的运动轨迹发现了远离互作用面的冷电子通过回流的方式向互作用面运动，然后在互作用面附近与激光场相互作用被加热；研究了单个激光周期内电子密度和电子能量密度的变化，确定了反向运动的电子的能量要远小于前向运动的电子能量，确定了反向运动的电子大部分是冷电子的回流；通过研究场与电子空间位置随时间变化的关系，确定了丝靶中超热电子的加热机理为J×B机理．     

等离子体中重离子碰撞过程的理论研究

本文使用经典轨道蒙卡方法研究了弱耦合等离子体环境中的裸核离子与基态氢原子碰撞的电荷转移和电离过程，碰撞能量在10—900kev／amu范围．粒子问的相互作用使用了含与入射速度相关的动力学效应的Debye-Htickd模型．确定了等离子体屏蔽效应所造成的初态电子坐标与动量的微正则分布．研究了电荷转移和电离过程的总截面与等离子体参数、入射离子电荷、速度的关系．计算结果表明：等离子体环境效应对重离子碰撞过程的影响显著，特别是在低速碰撞时．同时给出了在不同Debye长度（1—50a0）和不同入射离子核电荷数（1～14）条件下的计算结果．     

电磁波与非磁化等离子体的相互作用

研究了频率为0．5-10HGz的电磁波在非磁化等离子体中的传播。在厚度为10cm的、密度n=10^10或10^11cm^-3的均匀和密度分布n=n0exp[2(z/d-1)]非均匀的等离子体中，计算了等离子体中的电子与中性气体的碰撞频率为0．1-10GHz间的电磁波的反射功率，吸收功率 透射功率的变化。结果表明当等离子体密度比较大（n=10^11cm^-3)、电子与中性气体的碰撞频率比较大时，无论是均匀还是非均匀等离子体对电磁波能量的吸收都比较大，最大可达90％。     

等离子体科学技术应用专题系列介绍——第七讲 低温等离子体及其在材料表面改性中的应用

一、低温等离子体概述等离子体是一种电离的气态物质,称为物质第四态,宇宙中９９．９％的物质都处于等离子体态．它由带电的电子、离子和中性粒子组成．粒子之间不断碰撞发生能量交换,同类粒子之间容易通过碰撞交换能量达到热力学平衡,因而有电子温度Ｔｃ,离子温度Ｔ１气体温度Ｔｓ按照研究的不同目的,等离子体可以作不同的分类．根据温度分为高温等离子体和低温等离子体．当电子温度１０５－１０８Ｋ时,称为高温等离子?...     

强流相对论电子束的应用

强流相对论电子束的产生和传输,在六十年代后期获得了很大的进展．已能获得能量超过兆电子伏（ＭｅＶ）,强度兆安（ＭＡ）,脉冲宽度１００毫微秒（ｕｓ）范围的脉冲大功率（１０～１０瓦）电子束．这类脉冲电子加速器,是由通常的高压冲击电源,形成高压脉冲的同轴传输线,和具有场致等离子体阴极的二极管式电于枪三部分组成．通过阳极薄膜输出的高功率电子束,被外加轴向压缩磁场,或充气锥形金属筒所聚焦．这种强流相对论?...     

等离子体科学技术应用专题系列介绍第三讲 低温等离子体技术在纺织工业中的应用

以低气压放电产生的低温等离子体包含有丰富的活性粒子（激发态原子、离子、电子等）,能产生各种能量的辐射线,因而可以引起种种物理化学反应．低气压放电低温等离子体乃是非平衡的等离子体,包含的粒子具有不同的温度．如射频辉光放电产生的低温等离子体,其电子温度Ｔｅ≈１０４Ｋ,而气体温度Ｔｇ稍高于室温．对于一般热敏感的纺织材料来说,利用低温等离子体进行加工是颇为适宜的．与传统的纺织材料加工方法相比,低温等?...     

用于半导体加工的腔耦合—磁多极型ECR源的研究

本实验室研制出一台谐振腔耦合－多极场位形的电子回旋共振（ＥＣＲ）微波等离子体源（ＭＥＰ）。采用朗谬探针和离子能量分析器，测量了ＭＥＰ中Ａｒ等离子体的放电特性。实验结果表明，ＭＥＰ能在很宽的运行参数范围，高效率地产生具有较高密度、较低离子温度和空间电位的大面积均匀等离子体，特别适合于半导体加工应用研究。     

低杂波电流驱动下硬X射线轫致辐射的测量与研究

用新研制的碘化汞（ＨｇＩ２）半导体探测器，测量来自等离子体芯部，其能量范围在１５—１５０ｋｅＶ之间的Ｘ射线轫致辐射。当用２００—３００ｋＷ、２．４５ＧＨｚ、９０ｏ相位角和Ｎ‖＝２．７的低杂波进行电流驱动时，硬Ｘ射线辐射强度在垂直于磁轴的方向上是减少的；但在磁轴切线方向上，孔栏的轫致辐射［用碘化钠（ＮａＩ）探测器测量］是增加的。Ｘ射线能谱测量表明，在低杂波电流驱动（ＬＨＣＤ）情形下，出现非麦克斯韦分布的高能尾部电子，其垂直能量最高可达１５０ｋｅＶ，尾部电子温度（垂直）在１５—３０ｋｅＶ之间。     

圆偏振光场电离电子能量分布的计算

以准静态隧道电离理论为基础,建立了描述圆偏振光场电离电子能量分布的简单模型,与现有的理论计算及实验结果的比较表明,该模型数学推导简单,物理意义明显,可用于研究高电子温度和（或）较低电子密度的光场电离等离子体参数。     

高能量密度下的金

美国Lawrence Livermore实验室的科学家利用强激光将一小块金靶转换成由电子和正离子组成的等离子体．在金样品分飞之前的瞬间，物理学家记录到一些令人惊讶的结果．最重要的发现是：即使在高能量密度（10^7焦耳／千克）的极端条件下，金仍然保持所有金属所展示的能带结构一所容许的电子能量不是连续的而是处于一定的容许的能带中．     

交叉传播相对论强激光脉冲在等离子体中相互作用及其对电子加热和加速的作用

文章介绍了相干交叉传播的相对论强激光在与等离子体相互作用中产生的能量交换、瞬态电子密度调制和激光加速电子，这些被加速的电子先在交叉光场中被捕获，随后又注入到等离子体波中，获得进一步的加速．这些现象最近在作者的实验研究和数值模拟中被观察到．