无碎屑激光等离子体软X射线源的研究及应用前景

分析了常规金属靶激光等离子体源产生固体碎屑的原因及其对软Ｘ射线光学元件的危害，介绍了近年来发展起来的无碎屑激光等离子体软Ｘ射线源，归纳了无碎屑激光等离子体软Ｘ射线源的几种形式和特点，并且描述了这种新型光源在软Ｘ射线显微术及光刻术中的应用．     

软X射线晶体谱仪

描述了用于激光等离子体软Ｘ射线光谱学研究长波晶体谱仪。用具有大晶格常数的晶体，极薄的滤片和对软Ｘ射线灵敏的底片，获得了波长达５．８ｎｍ的激光等离子体软件Ｘ射线光谱。同时还给出了实验测定了谱仪光谱分辨率。     

一种新型的软X射线二极管

介绍了用于激光等离子体发射的Ｘ射线量测量的一种新型的软Ｘ射线二极管（即ＸＲＤ〕的结构、原理、性能、标定及其应用。该探测器具有体积小、响应快、使用方便等优点，１９９０年和１９９１年已两次成功地用于“神光”装置上激光等离子体发射Ｘ射线测量。     

用于高温等离了体电子密度测量的摩尔偏折仪

摩尔偏折测量术通过测量探针光束经过不均匀介质后光线的偏折来估算介质的折射率。基于这一理论,研制了实用的摩尔偏折仪,利用软Ｘ射线激光作为探针来探测高温高密等离子体的电子密度,结合软Ｘ射线激光实验做了初步的演示。     

等离子体光谱的多重结构

利用空间分辨的掠入式光栅谱仪和晶体谱仪等，获得了等离子体发射的软Ｘ射线多重连谱和伴线结构。软Ｘ射线多重谱主要由等离子体中多重电离态离子所致，而电子密度大小和杂质粒子对伴线丰度起主要作用。实验结果显示原子序数和入射激光强度与光谱结构的紧密联系以及等离子体发射源的非平衡性质。     

高重复频率激光等离子体软X光脉冲探测

研制了一种高重复频率小型激光等离子体软Ｘ光脉冲探测装置，给出其设计原理和性能参量，采用光谱学诊断方法研究了光源的软Ｘ射线辐射特性，得到了一些新的实验结果     

新型软X-射线透射光栅光谱仪的研制

研制了一种新型的由带前置轮胎镜成像系统、高密度透射光栅和软Ｘ光ＣＣＤ相机等组成的软Ｘ射线光谱仪,摄谱范围为０．５－１．５ｎｍ,光谱分辩为为０．０５ｎｍ。光谱仪没有像散,实现了点对点成像。由于其高效率激光系统产生的等离子体Ｘ光谱,特别适合于超短飞秒强激光脉冲产生的等离子体的研究。     

等离子体波导中的复合X射线激光

短脉冲强激光和气体靶相互作用可产生等离子体波导。利用自相似模型，得到了等离子体波导中等离子体参数的时空演化。利用自编制的程序，以类Ｈｅ氮为例，研究了在这种等离子体波导中，产生复合机制Ｘ射线激光的过程。研究表明，在等离子体波导中有可能产生复合机制Ｘ射线激光，从而有可能利用等离子波导获得大ＧＬ值的复合机制Ｘ射线激光     

飞秒和纳秒脉冲作用下等离子体X射线辐射特性

对飞秒和纳秒激光作用下的Ａｌ和Ｃｕ等离子体的Ｘ射线辐射进行了测量，分析和比较。实验结果表明在飞秒激光脉冲下等离子体Ｘ射线峰值向短波方向移动。     

X射线激光研究的进展概述

Ｘ射线激光是目前激光物理与等离子体物理中的一个重要研究领域，文章介绍了Ｘ射线激光的基本物理概念，最新研究动态，目前存在的问题和困难以及Ｘ射线激光研究和应用的发展趋势。     

高效高分辨率大面积透射光栅谱仪特性的理论分析

为提高透射光栅谱仪对激光等离子体Ｘ光源的收集效率的光谱分辨同铲高分辨率大面积航向光栅光谱仪。该谱仪由轮胎镜、无支撑高线密度光栅和软Ｘ光ＣＣＤ相机组成。应用部分相干光衍射理论,研究了该谱仪成偈面上的光强分布和光谱分辩率,在１．４～１２ｎｍ的摄谱范围内光 人发辨率为０．０５ｎｍ,与实验符合得很好。由于其高效率,该谱仪尤其适用于超短飞秒脉冲激光产生等离子体的实验研究。     

Spectral resolution enhancement without increasing the number of grooves in grating-based spectrometers

A simple scheme of an optical setup to enhance the spectral resolution of diffraction gratings without increasing the number of grooves is presented. A plane-parallel mirror pair, which consists of a 100% reflectivity mirror and a 50% reflectivity mirror, is placed upon a grating. For certain values of the mirror gap and the angle between the grating and the mirrors, the effective size of the grating doubles, as does the resolution. Using a grating of 830 grooves/mm and a narrow-band diode laser that is tunable around 773 nm, we experimentally demonstrated an enhancement of the resolution by a factor of 2.     

太阳极紫外成像光谱仪光学系统设计与分析

针对太阳极紫外成像光谱仪的应用目的与工作环境,设计了一种太阳极紫外成像光谱仪的光学系统.该系统由望远系统、狭缝、光栅与探测器组成.望远系统采用离轴WolterⅡ型结构,入射光掠入射进入系统,具有光谱范围宽、稳定性高、克服恶劣空间环境能力强等优点.扫描镜采用平面反射镜,成像质量不随扫描角的改变而改变.分光光栅采用超环面3 600lines/mm变间距光栅,与超环面等间距光栅相比,具有成像质量高、光谱分辨率高、缩短系统长度的优势.工作波段为17.0～21.0nm,可满足探索温度在5.8≤log T≤6.3区间的宁静日冕的需要.视场为1 228″×2 400″,空间分辨率达到0.8arc second/pixel,光谱分辨率约为0.001 98nm/pixel,总长度不超过2.5m.计算了望远系统的理论有效面积,给出了望远系统的成像质量与实际的视场.系统整体的成像质量、光栅的谱线弯曲与谱带弯曲,均满足实际应用要求.     

Robust design of Si/Si3N4 high contrast grating mirror for mid-infrared VCSEL application

A Si/Si₃N₄ high contrast grating mirror has been designed for a VCSEL integration in mid-infrared (λ = 2.65?μm). The use of an optimization algorithm which maximizes a VCSEL mirror quality factor allowed the adjustment of the grating parameters while keeping large and shallow grating pattern. The robustness with respect to fabrication error has been enhanced thanks to a precise study of the grating dimension tolerances. The final mirror exhibits large high reflectivity bandwidth with a polarization selectivity and several percent of tolerance on the grating dimensions.     

Volume Bragg grating stabilized spectrally narrow Tm fiber laser

A Tm-doped large mode area (LMA) silica fiber laser has been locked to a stable wavelength of 2,053.9 nm using a volume Bragg grating (VBG). The measured spectral width of the laser output was <300 pm, limited by the spectrometer resolution. Although this laser had modest output (approximately 5W) and slope efficiency (41%), this new approach to spectrally limiting the output of LMA fiber lasers is inherently extendable to kilowatt powers, opening up several applications including high-power pulsed fiber lasers and spectral beam combining. Performance characteristics of the laser compared to one using a dielectric mirror as a high reflector are described, and the results imply low VBG losses.     

4～120 nm波段的单色仪光束线设计

合肥国家同步辐射实验（ＮＳＲＬ）在表面物理光束线中应用了新的简单平面光栅单色仪作为分光仪器。它采用平面光栅和球面镜我学成像系统,波长选择由光栅绕其中心轴转动和球面绕一镜面外的轴转动完成,单色仪在４－１２０ｎｍ光谱范围内具有高的光学传输效率、高的光谱分辨率。     

消像散掠入射平场光栅谱仪及其在等离子体XUV光谱诊断中的应用

研制成一台由柱面反射镜和球面反射镜组成的掠入射前置光学系统和变间距球面光栅组成的掠入射平场光栅谱仪,它不仅有较高的效率和光谱分辨,调整方便,而且还具有在4.4nm～30nm波长范围里同时获得一维空间分辨光谱的能力.用该谱仪成功地获得了线聚焦激光产生的Si,Cu及其它元素的等离子体柱的轴向空间分辨光谱.该谱仪很适合与具有平直接收表面的光电探测器,如软X射线条纹相机等联用以获得时间分辨光谱.     

激光径向偏振光栅反射镜的研究

径向偏振光是近些年引起广泛关注的一种新型偏振光,它在粒子操控、金属切割和提高显微镜分辨率方面具有广阔的应用前景。径向偏振光可以通过在激光器谐振腔内应用径向偏振光栅反射镜来获得。首先在顶层刻蚀光栅反射镜的模型上通过自编程序分析光栅反射镜各参数对光栅性能的影响,然后设计出光栅反射镜复合结构并结合微纳加工工艺进行了可行性分析。     

曝光系统离焦对平面全息光栅衍射波前的影响

波前像差是衍射光栅的重要技术指标，它直接影响光栅的分辨率。由光致刻蚀剂记录两束相干光干涉条纹是制作全息光栅的关键步骤。为了提高全息光栅曝光系统调整精度、减小离焦、降低光栅的衍射波前像差，从离焦对反射球面准直镜的准直光平行度的影响程度出发，分析了准直光平行度对全息光栅衍射波前像差的影响。理论分析和数值模拟结果表明，准直镜调整误差直接决定全息光栅衍射波前像差大小。以3种不同刻线密度光栅为例，得出了准直镜调整误差的允许变化范围。     

激光径向偏振光栅反射镜的研究

径向偏振光是近些年引起广泛关注的一种新型偏振光,它在粒子操控、金属切割和提高显微镜分辨率方面具有广阔的应用前景。径向偏振光可以通过在激光器谐振腔内应用径向偏振光栅反射镜来获得。首先在顶层刻蚀光栅反射镜的模型上通过自编程序分析光栅反射镜各参数对光栅性能的影响,然后设计出光栅反射镜复合结构并结合微纳加工工艺进行了可行性分析。