激光等离子体的非线性逆轫致吸收

:在激光与等离子体相互作用且激光的功率密度很高时 ,激光的强电场将使电子的热速度分布发生扭曲 ,从而改变了碰撞频率并导致吸收系数与激光强度相关 ,即出现非线性吸收。当激光强度较高时 ,非线性逆轫致吸收是对等离子体的加热起重要作用的机制。本文通过量子力学方法得出了非线性逆轫致吸收系数的公式 ,并对非线性逆轫致吸收系数进行了讨论。     

激光诱导Al等离子体连续辐射研究

分析了Ａｌ等离子体连续辐射特征。根据连续辐射强度的同时分布,简要讨论了激光诱导等离子了体连续辐射的产生机理。我们认为激光诱导等离子体的连续辐射的主要机制提轫致辐射和复合辐射。在激光脉冲作用到靶上的瞬间,轫致辐射占主导地位,在等离子体演化初期,复合辐射和轫致辐射共同产生等离子体连续辐射,在等离子体演化后期,连续辐射主要是轫致辐射产生的。     

激光等离子体辐射诱导气体漂移

本文采用黑体辐射模型描述了激光等离子体辐射场诱导气体原子漂移的基本原理,导出了漂移速度的计算公式。对于某些难以获得强单色光源的频段,用激光等离子体辐射场诱导气体原子漂移具有特别重要的意义。     

激光诱导等离子体辐射特性的研究综述

激光诱导等离子体作为一种宽光谱辐射源,能够产生X射线、紫外、可见、红外、太赫兹以及微波波段的辐射,可应用于天体物理、惯性约束核聚变、生物医学、材料科学、光谱分析、环境工程、信息技术、超快技术、光刻技术、成像技术、雷达技术、半导体技术等众多领域,具有较高的实用价值。迄今为止,有关激光诱导等离子体辐射特性的文献报道大多集中于描述激光与物质在单一波段的相互作用,对辐射的产生机理还未完全掌握,对完整光谱的研究综述依然比较缺乏。从电磁辐射光谱及其辐射机制的角度,对激光诱导等离子体的辐射特性做出了系统的梳理分类,对国内外相关团队的研究成果进行了总结和分析,特别从不同视角探究了等离子体与光谱辐射之间的物理关系。介绍了激光诱导等离子体各个波段的辐射特点,并讨论了影响辐射的相关因素。最后,对红外波段和太赫兹波段的研究前景进行了展望。     

激光等离子体相互作用中量子电动力学效应对激光能量吸收的影响

为了研究强激光与等离子体相互作用中的量子电动力学(QED)效应对激光能量吸收的影响,用理论方法对强度为I>10^22wcm^-2、反方向传播的两束圆极化强激光与等离子体固体靶相互作用过程进行研究。探讨经典和QED情况下的辐射阻尼效应对激光能量吸收的影响。结果表明,在QED情况下,在相互作用过程中能够产生高能电子和高能辐射。这些高能电子集体振荡过程中的辐射阻尼导致激光能量的强吸收。QED情况比经典情况具有更好的实际应用价值。     

等离子体再辐射对紫外激光-靶耦合效率的影响

在对激光产生的等离子体做等温膨胀的假定下 ,应用解析方法研究了紫外强激光脉冲辐照金属靶材时 ,计及等离子体再辐射对激光 靶材耦合效应的影响。其结果与有关实验数据相一致 ,合理地解释了实验结果。     

激光等离子体X射线源二次谐波辐射特性的研究

用脉宽３ｎｓ,功率密度１０＾４Ｗ／ｃｍ＾２的１．０６４μｍ的激光产生Ａｌ等离子体,对其二次谐波及Ｘ射线辐射进行研究。二次谐波和Ｘ射线场与靶相对于激光束焦点的位置满足一定的函数关系。二次谐波由低密度冕状等离子体产生,并存在一个丝状源,而Ｘ射线源是均匀的。实验结果表明,尽管等离子冕中的激光丝状体可明显增强Ｘ射线辐射,但在能量向高密度区传递过程中存在一种平滑效应。     

小型激光等离子体软X射线源辐射特性研究

研制了一种高重复频率小型激光等离子体软Ｘ射线源，其发射重复性涨落优于±４．５％。采用光谱学诊断方法系统研究了光源的软Ｘ射线辐射特性。     

激光等离子体X射线（LPX）辐射及其实验研究

本文阐述了高功率激光作用到固体靶上产生激光等离子体X射线辐射（LPX）的过程及其主要特性。进行了LPX光谱特性的实验研究，获得了强激光作用下镁（Mg)元素5＝10A的LPX线状谱和连续谱，并对该实验结果进行了分析和讨论。     

激光感生击穿光谱及研究现状

综述了激光感生击穿光谱技术及其研究现状。对激光感生击穿光谱的原理、特点、理论上和应用中的发展历史和现状进行了系统地介绍。理论上的研究包括激光感生等离子体内部的平衡及非平衡等问题;在应用研究上,激光感生击穿光谱开始广泛地应用于燃烧、冶金、水污染、土污染、艺术品及染料鉴定等行业,并开始有成品仪器出现。     

激光诱导镍等离子体发射光谱Stark展宽和电子密度的空间分辨特性

在大气环境下利用脉冲Nd:YAG激光532nm输出烧蚀Ni靶,产生了激光等离子体。在350-600nm波长范围内测定了激光诱导等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱。得到了385.83nm发射光谱线的Stark展宽及其随径向的变化特性。由发射光谱线的强度和Stark展宽计算了等离子体电子密度,并讨论了激光等离子体的空间演化特性。结果表明,在沿激光束方向上,当距离靶表面0-2.5mm范围内变化时,谱线的Stark展宽、线移和电子密度都随距靶面距离的增大而先增大,在离靶面约1.25mm处时达到最大值,之后随距离的进一步增大而减小;电子密度在0.1-3.0 1016cm-3范围内变化。     

基于平面反射镜约束的激光诱导击穿光谱技术研究北大核心CSCD

为改善激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)的光谱特性,搭建了平面反射镜约束下的LIBS检测系统,将平面反射镜放置于样品两侧,分别选取平面反射镜间距7 mm,9 mm,11 mm,13 mm开展实验,得到等离子体辐射强度随平面反射镜间距增加而减小。研究了不同平面反射镜间距对土壤样品中Fe,Al,Pb 3种元素等离子体特性的影响,实验结果显示:相比于无平面反射镜约束,在平面反射镜间距为7 mm时,样品中Fe I,Al I,Pb I等3种元素的信噪比分别提高了29.9%,39.4%,31.0%;计算得到等离子体温度提高了484.54 K,等离子体电子密度提高了2.41×10^(15)cm^(-3)。对有无平面反射镜约束下的Pb元素进行定量分析,得到检测限从86.9 mg/kg降低到51.2 mg/kg,相对标准偏差从7.8%降低到4.6%。可见,利用平面反射镜是改善激光光谱特性的一种简单有效的方法。     

光限幅材料的研究现状及其在激光防护中的应用

随着激光武器的发展,对相应的对抗措施不断提出更高的要求。光限幅材料体在对抗激光干扰与致盲武器中具有重要的研究价值。作者简要介绍了近年来光限幅材料的研究情况及其在这一对抗领域中的应用研究。     

强激光作用下等离子体尾波引起奇次谐波辐射的理论分析

对库仑规范的激光与等离子体相互作用的耦合方程进行了准静态处理,同时利用处理后的方程从理论上完整规范地求出了相互作用的非线性辐射谐波分量。讨论分析了其谐波成分中只有奇次分量的原因和影响因素。通过给定参数的计算,作出了辐射谐波的能谱图,并发现相邻谐波辐射相差几百倍。     

CO2激光液相诱导沉积金属层附着力的研究

在水溶液中,用CO2激光诱导沉积的方法在环氧树脂基材上沉积金属银,并以Ag作为活化金属层进行化学镀铜。利用电子探针和原子力显微镜对所得到的金属层进行了微观分析,结果表明,Cu金属层的附着力与Ag金属层的表面形貌、厚度及基材表面粗糙度等因素有直接的关系。     

激光陀螺辐射捕获效应的理论研究

辐射捕获是影响激光陀螺性能的重要色散效应.针对以往研究方法的缺陷,提出新的修正方案.基于对辐射捕获物理过程的严格考察,提出了二频陀螺的修正公式,解决了Aronowitz理论公式的缺陷;基于对四模激光器模耦合作用的严格考察,提出了四频陀螺的修正公式,符合物理本质.这对激光陀螺的理论研究有参考价值.     

超短强激光大气等离子体细丝中太赫兹辐射现象及其应用

超短强激光在大气中传输形成的等离子体细丝由于能够辐射出太赫兹信号而成为一种新的太赫兹辐射源,这对实现远距离太赫兹的远程传感具有重要的意义,在太赫兹辐射产生技术领域备受关注。详细综述了超短强激光大气等离子体细丝中产生太赫兹辐射现象的研究进展和现状,并着重对等离子体细丝产生太赫兹辐射的形成机理进行了概述和初步探讨,最后对其应用前景进行了展望,进而提出目前尚未解决的问题。     

强激光引导和诱发大气高压放电研究

报道利用钕玻璃激光器的1.06μm强激光产生大气等离子体通道,从实验上研究了其在加载直流高压的棒状电极电场内对放电情况的影响,通过拍摄到的典型照片,描述了等离子体通道的引导放电特性,并测量了其诱发放电能力.     

激光诱导击穿锌等离子体的空间膨胀特性及能量依赖关系的研究

本文通过激光诱导击穿光谱技术研究了锌等离子 体在空间膨胀时其特性的演化,并研 究了等离子体产生对激光脉冲能量的依赖关系。在大气环境下将脉冲激光聚焦于锌金属靶表 面烧蚀并产生等离子体,采集等离子体膨胀方向不同距离处的时间分辨荧光光谱,确定等离 子体的电子温度及电子数密度参数,研究等离子体特性随空间膨胀距离及时间的演化关系。 然后改变激光脉冲能量,采集特定位置的锌等离子体荧光光谱,确定等离子体特征参数及其 时间演化特性对激光脉冲能量的依赖关系,研究激光脉冲能量对等离子体形成的影响。结果 表明,等离子体形成后其早期膨胀过程为超音速绝热膨胀,随等离子体空间膨胀距离的增加 电子温度先降低后升高,电子数密度先升高后降低。当延迟时间增加至2.2us时,随着空间 距离的增加,电子温度持续下降,电子数密度基本维持不变,此时超音速绝热过程消失。当 激光脉冲能量增加时,锌元素特征谱线强度逐渐饱和,电子数密度增加速率逐渐降低,等离 子体寿命持续增加。当激光脉冲能量低于100 mJ时,电子温度随激光 脉冲能量的增加而快速 上升。当激光脉冲能量高于100 mJ时,电子温度维持在 8500 K上下波动。因此,随着激光脉 冲能量的增加,等离子体屏蔽效应逐渐明显,脉冲激光与锌金属靶相互作用前期产生的等离 子体吸收激光脉冲能量维持自身的存在,最终导致仅有部分激光脉冲能量与金属发生相互作 用,使得谱线强度及电子温度的上升出现阈值。