X射线激光对激光烧蚀薄片靶的阴影成像研究

长脉冲激光辐照烧蚀薄片靶会加速物质进而在靶后表面产生凹坑现象,通过凹坑的实验诊断,配合相关的理论模拟,对理解相关物理过程,校验理论程序的相关参数具有很好的参考价值.利用波长13.9 nm的类镍银X射线激光作为探针,诊断了纳秒倍频激光辐照C₈H₈平面薄片靶产生的等离子体以及加速物质产生的凹坑现象,并利用XRL2D程序对实验现象进行了细致的模拟,电子热传导限流因子选取为0.03时的模拟结果与实验符合比较好.模拟给出凹坑宽度和深度(即薄片加速距离)与实验观测数据定量符     

用X射线激光M-Z干涉仪诊断点聚焦CH等离子体电子密度

在神光Ⅱ装置上，用软X射线激光Mach-Zehnder干涉仪诊断了点聚焦CH等离子体电子密度N_e分布，介绍了实验结果. 通过Abel变换进行了密度反演， 给出了N_e的2D分布，测得的最高N_e为3.2×10²¹cm^-3. 通过同1.5维JB19程序以及二维XRL2D程序的模拟结果的比较，发现高密度区，限流因子取0.05的理论结果同实验相符，但是低密度区实验得到的N_e分布下降得更快，而且理论模拟的N_e二维分布同实验结果在细节上有比较大的差别. 粗略的误差分析显示，干涉仪面型误差是实验误差的主要来源. 关键词： 类镍银X射线激光 Mach-Zehnder干涉仪 密度反演 Abel变换     

傅立叶变换与流体数值计算的耦合并行算法

针对傅立叶变换和流体数值计算耦合并行存在的问题,采用两种方式解决:多物理耦合通信方法和二维并行FFTW方法;并对这两种方法进行性能比较,结果表明:当处理器数目少时,采用多物理耦合通信方法计算效率高,当处理器上千时,采用二维并行FFTW方法可扩展性更好;最后,在上万处理机上采用上亿网格测试,并行效率达到50%,并给出数值模拟结果,验证了激光成丝现象.     

根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法

针对脉冲激光器,提出了一种根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法,构造了相应算法,并通过理论和实验验证了该方法.通过对调Q二极管泵浦固体激光器的调Q过程进行数值模拟,计算出单脉冲能量空间分布曲线和各阶横模比例,同时根据单脉冲能量空间分布曲线上一些离散点计算出各阶横模比例,且与调Q过程数值模拟的直接计算结果相等.同时在实验中根据测量出的单脉冲能量相对值,计算出各阶横模比例,拟合出腔外不同距离处的单脉冲能量空间分布曲线.对腔外不同距离处单脉冲能量相对值和相应拟合曲线进行比较,发现测量值和拟合曲线吻合.     

根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法

针对脉冲激光器,提出了一种根据激光单脉冲能量空间分布测量激光横模结构的方法,构造了相应算法,并通过理论和实验验证了该方法.通过对调Q二极管泵浦固体激光器的调Q过程进行数值模拟,计算出单脉冲能量空间分布曲线和各阶横模比例,同时根据单脉冲能量空间分布曲线上一些离散点计算出各阶横模比例,且与调Q过程数值模拟的直接计算结果相等.同时在实验中根据测量出的单脉冲能量相对值,计算出各阶横模比例,拟合出腔外不同距离处的单脉冲能量空间分布曲线.对腔外不同距离处单脉冲能量相对值和相应拟合曲线进行比较,发现测量值和拟合曲线吻合.     

光弹材料载荷过程中红外辐射特征机理的计算分析

基于材料的热力学关系和能量守恒定律,给出弹性体形变过程中红外辐射温度改变量和辐出度变化的物理计算方程.并结合有限元方法进行物理建模,对光弹材料三点弯载荷实验过程中的红外辐射出射度的分布进行数值计算和模拟.结果与实验结果吻合较好,表明模型及其相关理论是合理的,可以用来量化揭示实验中的红外辐射特征.从而得到一种能够利用计算机量化分析固体材料载荷过程中红外辐射特征机理的计算方法.     

电子泵浦KrF准分子激光的一维动力学研究

对电子束泵浦KrF准分子激光进行了一维动力学模拟研究,考虑了24种粒子,119种反应通道。较为细致地研究了一维模型的物理机制及数学处理方法。运用该模型对国外实验结果作了模拟计算,结果符合较好。对原子能院电子束泵浦百焦耳级准分子激光器进行了模拟计算,给出了一些激光参数随时间、纵向位置的变化规律。最后对零维模型和一维模型的计算结果作了比较。     

一种超高速发射实验装置的改进及其数值模拟

 以流体比容方法和三阶PPM方法为基础,给出了适用于三级气炮超高速发射过程数值模拟的多流计算方法和计算代码MFPPM。利用Sandia实验室一系列的实验装置及其结果对计算代码进行了验证和确认,获得了较好的数值模拟结果（其中最大相对误差为1.07%）,同时对冲击波物理与爆轰物理实验室设计的实验装置进行了数值模拟,计算结果与实验结果相差1.04%。为了更好地满足超高压下材料状态方程的测量,提出了一种带汇聚型的改进装置设计,并给出了相应的数值模拟结果。     

飞秒激光在BBO晶体中倍频效率的数值计算

采用分步傅里叶法对飞秒激光在BBO晶体中倍频过程的效率进行了数值计算,分析表明这种方法既避免了其他数学方法的繁琐,又直观地展现了倍频过程的物理本质.针对有关实验条件,计算了脉宽为100fs的激光脉冲通过2mm长、Ⅰ类相位匹配的BBO晶体的倍频效率,计算结果与实验上对同样晶体倍频效率的测量是一致的. 关键词： 飞秒激光 倍频     

一种模拟二极管激光源场的新方法

基于非傍轴衍射理论和二极管激光远场光强的实验结果,借助于振幅-位相恢复算法,提出了模拟二极管激光源场分布的一种新方法.给出了模拟步骤,并以双异质结二极管激光为例加以说明.当实验结果准确时,这是一种足够精确的方法,有实际应用意义. 关键词： 二极管激光 源场分布 模拟退火法     

2D hydrodynamic simulation of a line-focused plasma in Ni-like Ag x-ray laser research

In most collisional schemes of x-ray laser (XRL) experiments, a bow-like intensity distribution of XRL is often observed, and it is generally ascribed to the two-dimensional hydrodynamic behaviour of expanding plasma. In order to better understand its essence in physics, a newly developed two-dimensional non-equilibrium radiation hydrodynamic code XRL2D is used to simulate a quasi-steady state Ni-like Ag XRL experiment on ShenGuang-II facility. The simulation results show that the bow-like distribution of Ni-like ions caused by over-ionization in the central area of plasma is responsible for the bow-like shape of the XRL intensity distribution observed.     

30J能量驱动类镍银X光激光的理论研究

 在1.2×10¹³W·cm^－2低功率密度下，对基频激光预主短脉冲驱动类镍银X光激光机理进行了数值模拟和理论分析。证实了在靶长23 mm范围内X光激光都能获得有效放大，取得了和实验相符合的结果。考虑了单柱面镜线聚焦沿靶长度方向功率密度的非均匀性对X光激光放大的影响，采用弯曲靶能有效克服折射以及单柱面镜线聚焦功率密度非均匀带来的不利影响。理论模拟给出的类镍银X光激光的出光下限泵浦功率密度也与实验符合得很好。理论模拟还表明，采用1%左右的预脉冲强度并对预主脉冲时间间隔进行优化，X光激光的输出能量和能量转换效率将获得大幅度提高。     

某些类氖离子和类镍离子等离子体状态对应关系的研究

利用一维拉格朗日流体动力学程序Med103详细研究了产生类镍Ag,Cd,In,Sn, Sb离子和类氖Fe,Co,Ni,Cu,Zn离子的等离子体状态.通过对电子温度、离子丰度、离子数密度等状态参量的分析比较，得到了这两类等离子体状态之间的对应关系.即类镍银的等离子体状态与类氖铁 的相近，类镍镉的与类氖钴的相近，依次类推.利用这一对应关系可以方便地由类氖机理x射线激光的等离子体状态来对相应元素的类镍x射线激光的等离子体状态进行判断. 关键词： 类氖 类镍 等离子体状态 x射线激光     

抽运激光在光靶中的局域及其对X射线激光特性的影响

新型X射线靶设计为:由SiO2和TiO2组成具有12个周期的一维光子晶体,在它的中间嵌入光靶材料层作为缺陷层,SiO2,TiO2和光靶层的光学厚度分别为λ4、λ4和λ2,λ为抽运激光波长.与普通平板光靶相比,当抽运光垂直照射到这种光靶时,靶层内部的光强将提高2个数量级,所以抽运激光的阈值强度将降低2个数量级,这有利于X射线激光的小型化.在同样的抽运激光照射下,X射线激光的强度将提高4个数量级,转换效率也将提高约4个数量级.由于平均电离度随抽运激光强度的提高而提高,所以采用这种光靶有利于使X射线激光向短波长推进. 关键词： X射线激光 光子晶体 光波局域     

金激光等离子体X射线精细结构谱研究

在“星光-Ⅱ”钕玻璃激光装置上,聚焦三倍频激光束于真空室内Au微点靶表面,形成高剥离 态热等离子体光源.用Pentaerythritol(PET)(2d=0.8742nm)平晶谱仪,摄录了Au离子在0.3 —0.4nm范围内的X射线发射谱.基于相对论性多组态Dirac-Fock程序包,建立了相对论性次 组态平均能计算程序,结合自旋-轨道劈裂跃迁系(SOSA)理论,计算了Au离子类Cu至类Ge离 子细致带结构谱孤立峰的中心波长和半高全宽.26条3d—nf(n=5,6,7)类Ni至类As离子子组态 跃迁形成的 关键词： 金 精细结构 自旋-轨道劈裂跃迁系 不可分辨跃迁系 X射线     

Design of Highly Directive Ni-Like Ag X-Ray Laser at 13.9nm

We theoretically investigate a 13.9nm Ni-like Ag x-ray laser using a one-dimensional hydrodynamic code coupled with an atomic physics data package. The population inversion is transiently pumped by a grazing incident 0.5ps main pulse irradiating into an optimized plasma, which is generated by a normal incidence 300ps pulse and a subsequent grazing incidence 300ps pulse. The effect of the grazing-incidence angle on the source position of the output x-ray laser is investigated. Near zero deflecting angle is found for the peak output intensity of the Ni-like Ag x-ray lasers, with a small FWHM divergence of 5mrad. It is predicted that saturation can be achieved with a total pump energy of 165mJ.     

2ω1ω激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 类氖离子的X光激光理论研究可以为类镍X光激光提供有益启示。设计了一系列瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6 nm X光激光的实验,采用2ω1ω泵浦方式,即预脉冲采用倍频钕玻璃激光,主脉冲采用基频,用新开发的瞬态电子碰撞激发类氖锗的系列程序进行了模拟,并与1ω1ω驱动的情况进行了比较。模拟表明, 2ω1ω泵浦方案使类氖锗19.6 nm Ｘ光激光的小信号增益系数增大为1ω1ω方案的1.6倍,增益区也转移到了更高的电子密度区,是获得更短波长X光激光的一种有效方法。     

利用x射线激光干涉诊断等离子体电子密度

x射线激光探针干涉方法是诊断高温高密度激光等离子体电子密度等信息的重要工具.利用神光Ⅱ装置输出激光驱动的类镍-银x射线激光作为探针，成功地进行了马赫-曾德尔干涉法诊断实验，获得了清晰的包含等离子体信息的动态干涉条纹图像，并据此给出了待测C8H8等离子体临界面附近电子密度的空间分布. 关键词： 等离子体电子密度诊断 x射线激光 马赫-曾德尔干涉仪