束缚高压强气体中成丝的空心毛细管芯径对光谱展宽的影响

采用空心毛细管束缚强飞秒激光脉冲在高压强气体中产生的成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽有着重要的影响. 研究了空心毛细管束缚成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽的影响. 结果表明，在低能量(0.4mJ)入射时，光谱展宽主要由成丝引起，而在高能量(1.3mJ)入射时，空心毛细管起到光波导效应参与了光谱展宽. 当能量介于二者之间时，采用芯径较小的空心毛细管，可以获得更好的光谱展宽效果. 关键词： 毛细管 成丝 束缚 光谱展宽     

利用空心光纤探测飞秒脉冲在氩气中成丝过程中的光谱演变

采用420μm纤芯直径、18cm长的空心光纤作为探测器，在强飞秒激光在氩气中成丝的条件下，研究了成丝不同部位的光谱变化.实验结果表明由于成丝范围内不同部位的脉冲宽度不一样，导致空心光纤位于成丝的不同位置时所获得的光谱展宽也不尽相同.在成丝长度范围内的特定位置可以将50fs入射脉冲最窄压缩至24.8fs.     

飞秒激光在不同位置温度梯度的惰性气体中成丝及光谱展宽的差异

通过对密闭气体的前端、中端和后端不同位置进行加热处理,使密闭气体内部不同位置呈现温度梯度,对比了不同位置温度梯度对成丝及光谱展宽的影响.实验结果表明对气体不同位置加热都可以实现成丝状态的转变,但相对来讲最佳方案是加热中心位置位于焦点处,从而使温度梯度方案效果得到最大实现.同时,随着温度的增加光谱有逐渐变窄的趋势. 关键词： 温度梯度 成丝 光谱展宽 飞秒激光     

一种用于拉曼光谱研究的毛细管/双光纤传感器

:本文提出了一种用于拉曼光谱研究的新型毛细管/双光纤传感器,对传感器构型和特性进行了研究,并将其用于四氯化碳样品的研究。结果表明,毛细管传感器的信噪比和灵敏度较普通方法有较大提高     

基于飞秒激光成丝测量燃烧场温度

激光诊断技术是燃烧温度场无干扰在线测量的主要手段,开发精确的燃烧场温度测量技术对于研究燃烧基础问题具有重要意义.目前,基于激光的燃烧场测温技术大多以纳秒激光作为光源,基于飞秒激光的测温技术相对较少.本文开发了一种基于飞秒激光成丝的燃烧场温度测量方法.飞秒激光在光学介质中传播时,会形成一条具有一维长度且强度均匀分布的光丝,由于光丝内的功率密度极高,足以通过光解和激光诱导光化学反应等方式将原子/分子激发到高能级,进而向低能级跃迁时释放荧光.通过相机收集荧光信号即可获得光丝的空间长度,光丝的长度与光学介质的温度密切相关,将光丝置于已知温度的燃烧场中,可获得不同温度下的光丝长度,结合理论推导,对实验数据进行拟合,可获得光丝长度与温度的定量关系,进而实现燃烧场温度的测量.     

相干与非相干激光成丝不稳定性的数值模拟研究

利用二维三温磁流体力学激光靶程序（ＣＡＳＴＯＲ）数值模拟了相干光和诱导空间非相干（ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ＩＳＩ）光的成丝不稳定性．用求解激光传播方程和简化流体模型的方法研究了随机相位板（ｒａｎｄｏｍ ｐｈａｓｅ ｐｌａｔｅ ＲＰＰ）光滑化技术对成丝不稳定性的影响，结果表明ＩＳＩ和ＲＰＰ去相干方法可以有条件地减弱或抑制成丝不稳定性． 关键词：     

毛细管中柱对称类面心结构胶体晶体的光谱特性

用体积浓度为30% 的低分散二氧化硅小球悬浮液注入毛细管中自组织生长成胶体晶体. 实验测量了这种胶体晶体的透射谱. 测量结果显示这种胶体晶体的透射谱的柱对称性. 在垂直毛细管轴向的平面内，谱带结构不随光的入射角度变化，测得光谱在径向转360°保持不变. 在含毛细管轴的平面内，在与毛细管轴向夹角越小的方向，谱带越紫移；在垂直毛细管轴方向有最红的带隙. 测量得的光谱结果表明这种毛细管内的胶体晶体结构是柱对称的, 胶体晶体中密排面平行于毛细管的管壁. 另外，此柱对称的胶体晶体比低浓度制作的体心胶体晶体稳定. 这种轴向对称性的光子带隙特性将带来许多潜在的应用. 关键词： 光子晶体 胶体晶体 光子带隙 透射光谱 毛细管     

毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件的开发及应用

基于Python语言设计了一款毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件QMXRS(quantitative analysis of micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectra)并实现其在毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合方面的应用。QMXRS具有小波降噪、本底扣除、能量刻度、元素特征峰的识别、分峰和拟合、能谱的批处理和元素分布成像等功能。毛细管聚焦的X射线荧光分析技术采用毛细管X光透镜对X射线源激发出的X射线束进行聚焦导致X射线荧光光谱分布发生改变。这一变化影响了毛细管聚焦的X射线荧光光谱本底分布。因此QMXRS利用本底预估模型对毛细管聚焦的X荧光光谱本底进行本底分布的修正;同时在全谱拟合过程中,利用半高宽与能量的关系对高斯峰半高宽进行约束,减少高斯峰模型中变量,在保证全谱拟合收敛的同时提高了拟合速度。为验证上述方法的可行性,分别利用QMXRS, PyMca(python multichannel analyzer)和QXAS(quantitative X-ray analysis system)三款软件分析NIST 610标准样品的毛细...     

强激光部分离化等离子体成丝不稳定性

从部分离化等离子体和通常的全离化等离子体的差异是存在束缚电子出发,分析强激光在部分离化等离子体中的传播和折射指数,其束缚电子加强成丝不稳定性的发展.对钕玻璃三倍频激光金靶等离子体的原子成丝不稳定性进行了计算和分析.结果表明强激光部分离化等离子体的原子成丝不稳定性显著高于相对论成丝不稳定性. 关键词： 激光等离子体相互作用 部分离化等离子体 成丝不稳定性     

充气型放电毛细管的密度测量及磁流体模拟

在激光尾波场电子加速机理中,为了有效地加速电子,需要抑制衍射散焦等造成的激光传输不稳定性问题. 激光脉冲的稳定传输不仅有利于能量耦合给等离子体波,而且对电子束的注入及稳定加速有着重要影响,具有一定横向密度分布的充气型放电毛细管可以有效引导激光脉冲的传输. 利用等离子体的Stark展宽效应对毛细管产生的等离子体进行密度测量,给出了等离子体密度与充气压强之间的关系. 利用磁流体程序CRMHA对毛细管的放电特性进行了模拟,研究了毛细管引导效应的形成机理. 关键词： 充气型放电毛细管 Stark展宽 磁流体模拟 引导     

Nonlinear dynamics of filamentation instability and current filament merging in a high density current-driven plasma

The magnetic field generation due to the filamentation instability (FI) of a high density current-driven plasma is studied through a new nonlinear diffusion equation. This equation is obtained on the basis of quantum hydrodynamic model and numerically solved by applying the Crank–Nicolson method. The spatiotemporal evolution of the magnetic field and the electron density distribution exhibits the current filament merging as a nonlinear phase of the FI which is responsible for the strong magnetic fields in the current-driven plasmas. It is found that the general behaviour of the FI is the same as that of the classical case but the instability growth rate, its magnitude, and the saturation time are affected by the quantum effects. It is eventually concluded that the quantum effects can play a stabilizing role in such situation.     

温度对飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝产生的超连续谱的影响

利用飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝,研究了溶液温度对飞秒激光成丝过程中产生的超连续谱的影响.发现在激光脉冲能量较低时,溶液温度对超连续谱的影响几乎可以忽略;而在激光脉冲能量较高时,随着NaCl溶液温度的升高,超连续谱呈现出被压缩的趋势.此外,在激光脉冲能量较高的情况下, NaCl中会产生大量的气泡.通过分析,得出了飞秒激光在溶液中成丝产生的气泡是影响超连续谱发射的主要因素.     

A study of the effect of self-generated pressure gradient sources on the resistive filamentation instability

In the field of fast ignition scheme, self-generated magnetic fields via beam resistive filamentation have a significant role in the angular divergence of the relativistic electron beam, which can be affected by the intensity of other self-generated magnetic fields. In this context, the effects of pressure gradient sources arising from temperature and density gradient of the pellet along the beam flow direction are investigated. The results showed that the resistive filamentation instability can be strongly amplified compared to the fully homogeneous plasma. In this respect, for the distance away from the critical surface, the instability is protected for a longer wave number. Also, the beam and plasma properties such as the beam relativistic factor, the beam number density, and the degree of the plasma temperature anisotropy might be effective.     

Optical breakdown and filamentation of femtosecond laser pulses propagating in air at a kHz repetition rate

We report the experiments on the optical breakdown and filamentation of femtosecond laser pulses propagating in air at a kHz repetition rate and with several hundreds micro-joule-energy.A 10m-long filament and its breakup and merging at the nonlinear focal region produced by modulational instability of femtosecond laser pulses in air are observed.A simple model based on the nonlinear Schroedinger equation coupled with multiphoton ionization law is presented to explain the several experimental results.     

有源光纤自相位调制的频谱展宽估计

有源光纤的两种非性效应－非线性极化和增益饱和效应都引起光信号频谱展宽。增益饱和导致包络失真，同时也影响到由非线性极化所造成的自相位调制。这种影响可用一个函数ｆ（ｚ）表示。     

双色场下紫外超短脉冲的频谱展宽

当共线传输的双色强激光脉冲满足时间重叠时,其等离子体通道间将出现强烈的耦合作用,由此引起的交叉相位调制可产生强烈的非线性效应,使紫外超短脉冲的频谱展宽效应得到增强.将由钛宝石激光系统经三倍频得到的能量为045 mJ、带宽为15 nm的紫外脉冲和能量为71 mJ的近红外脉冲共线聚焦后,在氩气样品池中分别诱导产生等离子体通道,发现紫外脉冲光谱受到明显调制.调制后的光谱半高全宽增至64 nm,为聚焦前谱宽的4倍,是单束紫外脉冲成丝时谱宽的25倍.实验着重研究在不同时间延迟、耦合位置和气体压强情况下,双 关键词： 紫外超快脉冲 双色光丝 非线性效应 光谱展宽     

高压氢气亚纳秒开关击穿特性

在超宽谱脉冲产生辐射系统或脉冲功率源中,常用高压气体开关来产生快脉冲沿的高功率电磁脉冲。为了研究高压氢气亚纳秒开关的击穿特性,通过实验研究了氢气开关在高气压和短间隙距离条件下的击穿特性。开关输入脉冲的峰值幅度约220 kV,脉宽3～4 ns。氢气气压4～13 MPa,间隙距离0.4～1.2 mm。结果表明：开关击穿电压随气压升高而增加,且开关气压达到11 MPa后击穿电压随气压增加的趋势变缓;开关击穿电压随间距增加而增加,平均击穿场强随间距增加而减小,氢气开关平均击穿场强分布在3～7 MV/cm之间;开关导通时间随气压增加略有减小,随间隙距离增加有小幅增加。