激光同步辐射源原理性实验的理论计算

 利用强激光和相对论性电子束在任意相互作用方向发生的非线性Thomson散射理论,计算了平面偏振激光在相互作用角为180°、178.5°和90°三种条件下发生Thomson散射所产生的X射线波长、相互作用时间等结果,并作出了178.5°散射时X射线强度的空间和频域分布图。利用YAG倍频激光器和25MeV电子束对正向散射部分进行了实验验证。     

激光与相对论电子束相互作用中阿秒X射线脉冲的产生

本文对激光与相对论电子束相互作用产生的阿秒X射线脉冲进行了研究.阿秒X射线脉冲是由于激光被相对论运动的电子束经过汤姆孙后向散射产生的.讨论了等离子体参数对产生的阿秒X射线的影响.发现其波长随着入射激光的频率的增加或电子束的速度增加而减小.选择合适的参数还可以获得"水窗"波段的X射线.还讨论了相对论电子束的密度与其前沿的密度梯度的大小对所产生X射线的转化效率的影响. 关键词： 阿秒X射线脉冲 汤姆孙后向散射 超强激光 相对论电子束     

北京同步辐射装置X射线漫散射实验站及准周期非晶多层膜的X射线非镜面散射研究

讨论了北京同步辐射装置的４Ｗ１Ｃ光束线和Ｘ射线漫散射实验站的技术特点．利用在漫散射实验站上获得的能量分辨率为４．４×１０－４、光斑大小为０．５ｍｍ（水平）×０．３ｍｍ（垂直）的聚焦单色Ｘ射线光束，研究了准周期非晶多层膜的Ｘ射线漫散射──非镜面散射．实验结果表明，准周期多层膜的漫散射强度分布在倒空间中与表面平行的条纹上并形成散射强度的调制．对散射强度调制进行的模拟计算得到相当满意的结果．     

全光汤姆逊散射X光源数值模拟

 使用蒙特卡罗数值模拟程序研究了不同电子束和激光强度下,尾场电子束与超短脉冲激光发生汤姆逊散射获得的X光子能谱、角分布等,初步探索了180°散射下高质量X射线光源所需要的电子束与激光强度。数值模拟结果显示,为了尽量提高光子产额并抑制非线性效应,激光归一化强度应为1的量级。为了获得方向性和单色性好、亮度高的X射线脉冲,需要较高的电子能量和较小的电子能散,电子束脉冲尽量短,且发散角尽量小。     

激光同步辐射光源的辐射条件

激光同步辐射光源是一种新型的X射线光源，它利用高强度激光与相对论电子束发生康普顿散射，从而在电子的运动方向上辐射出X射线．本文在考虑电子的反冲基础上，利用康普顿散射研究了激光同步辐射光源（LSS）辐射光子的精确波长和能量；同时发现，对于背散射情况，只有当种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm时才能发生LSS辐射；最后给出LSS辐射的极值波长λ2max=h/（m0γv）和极值能量εc2max=βε3.     

抽运激光聚焦特性对预脉冲诱导的类氖J=0→1 X射线激光近场像的影响

研究了在最佳除焦、预脉冲光束单独散焦及主预脉 时散焦三种不同抽运激光聚焦条件下,预脉冲诱导的类氖铁和锌Ｊ＝０→１Ｘ射线激光的近场像。本实验是在Ａｓｔｅｒｉ ｉｖ磺激光装置上进行的,实验中主、预脉冲间的时间间隔为５ｎｓ。实验发现在抽运激光主、预脉冲最佳聚焦条件下,Ｘ射线激光束在２．５ｃｍ长的线状等离子体输出端沿靶面（垂直）方向分裂成两束;在抽运预脉冲单独散焦条件下,仍然观察到这一分裂现象;但是当抽运     

探测激光等离子体电子温度的一种新方法——受激Raman散射光谱的短波截断

利用受激Ｒａｍａｎ散射（ＳＲＳ）三波相互作用理论导出探测激光等离子体电子温度的一种新方法．对我国神光ＬＦ１２^#激光器上的ＳＲＳ实验光谱进行了分析，由ＳＲＳ光谱短波截断波长λ_s自洽地计算出激光等离子体晕区电子温度Ｔ_c．这些结果与由Ｘ射线谱测得的结果合理地符合． 关键词：     

电子束泵浦百焦耳级准分子激光实验研究

利用“闪光二号”相对论电子束加速器研制了百焦耳级ＸｅＣｌ和ＫｒＦ准分子激光器，激光器激活体积２４ｌ，输出口径２０×２０ｃｍ２，泵浦功率密度１．５～２．０ＭＷ／ｃｍ３。ＸｅＣｌ激光器最大能量１３６Ｊ，波长３０８ｎｍ，脉宽５０～１００ｎｓ，峰值功率１．５ＧＷ，采用虚共焦非稳腔技术，束散角达１．３ｍｒａｄ；ＫｒＦ激光最大能量１５７Ｊ，波长２４８ｎｍ，脉宽８０～１００ｎｓ，峰值功率２ＧＷ。     

腔靶超热电子产生硬X射线的理论模拟

利用计算得到的原子数据参数，定量地计算了强激光与金腔靶相互作用时，其超热电子产生的硬Ｘ射线的角分布、空间分布、硬Ｘ射线转换效率等参量．为进一步诊断腔靶内超热电子的状况提供了必要的理论依据．     

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     

一种紧凑型激光同步辐射光源的初步设计及应用前景

 激光与相对论电子束的康普顿散射可产生高亮度、超短脉冲、辐射波长可调、峰值亮度高的准单色、极化X射线。这是一种新型的激光同步辐射光源，以其造价低、小型紧凑等特点受到人们的重视，成为当前研究的热点。介绍了激光同步辐射光源的性质和特点，对利用北京大学超导加速器装置的电子束产生激光同步辐射进行了初步计算和设计，该波段X射线显示出了诱人的应用前景。     

建立激光同步辐射源的初步探讨

 进行了基于正对以及离轴几何条件下，电子与激光束间Compton / Thomson散射的激光同步辐射源的初步探讨。运用现有的直线加速器技术以及高功率、高重复频率激光器技术可以为构建超短脉冲的高亮度、准单色、可调谐的X和γ射线源开辟一条新途径。     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

偏振光实验方法的改进

用半导体激光电源代替常规的He—Ne激光光源进行偏振光实验,可使偏振光实验精度提高,操作更为简便。     

迈克耳孙干涉仪上非定域干涉现象再认识

本文对迈克耳孙干涉仪上观察激光非定域干涉现象的问题,进行了理论和实验再研究,指出了目前物理实验教材中关于此问题解释的不妥之处.介绍了一种判别非定域等倾干涉和等厚干涉的方法,并从实验上证明了非定域等倾干涉和等厚干涉的存在.     

自制恒压恒流电源在物理实验中的应用

研制了一种物理实验专用的励磁电流恒流电源,对恒流电源的电流输出稳定性进行了测试,并以恒流电源在霍尔元件测磁场实验中的应用为例,进行了普通稳压电源和恒流电源两种电源的实验数据对比测试.测试结果表明,电流输出稳定度可达到0.1%,恒流电源所测数据的线性化程度高于普通稳压电源所测数据.     

超强激光与固体气体复合靶作用产生高能氦离子

激光氦离子源产生的MeV能量的氦离子因有望用于聚变反应堆材料辐照损伤的模拟研究而得到关注.目前激光驱动氦离子源的主要方案是采用相对论激光与氦气射流作用加速高能氦离子,但这种方案在实验上难以产生具有前向性和准单能性、数MeV能量、高产额的氦离子束,而这些氦离子束特性是材料辐照损伤研究中十分关注的.不同于上述激光氦离子产生方法,我们提出了一种利用超强激光与固体-气体复合靶作用产生氦离子的新方法.利用这种方法,在实验上,采用功率密度5×10~(18)W/cm~2的皮秒脉宽的激光脉冲与铜-氦气复合靶作用,产生了前向发射的2.7 MeV的准单能氦离子束,能量超过0.5 MeV的氦离子产额约为10~(13)/sr.二维粒子模拟显示,氦离子在靶背鞘场加速和类无碰撞冲击波加速两种加速机理共同作用下得到加速.同时粒子模拟还显示氦离子截止能量与超热电子温度成正比.     

Upgrade to the IGISOL laser ion source towards spectroscopy on Tc

A new method of optical pumping has been applied to increase the power of the Ti:Sapphire laser system of the FURIOS laser ion source, Jyväskylä. This upgrade has led to a factor of two improvement in the output power, and has been directly employed in the first off-line laser ionisation tests on the long-lived refractory isotope ⁹⁹Tc. In the future further studies will be done to determine the efficiency of this ionisation scheme and to employ it for on-line experiments.     

激光脉冲对内层等离子体辐射源的影响

本文的基本思想是设计双层金铝薄膜靶以检测激光脉冲宽度与等离子体消融深度的关系,找出有效的等离子体加热方法以产生更强更亮的等离子体辐射源.由于有预脉冲激光的存在,表层金薄膜首先被消融,由主脉冲携带的大能量就能较易穿过表层金等离子体将能量聚焦在内层铝靶上,由此产生内层高温等离子体.又由于外层低温等离子体存在,其将有效的阻碍内高温等离子体因膨胀而引起的能量损失.对无预脉冲而言,直接入射激光能量都沉积在靶表层形成表层高温等离子体.但是激光直接入射而产生的等离子体辐射总强度只比由预脉冲情况下产生的金等离子体辐射强度增加15%.而预脉冲能量只占激光总能量的2%.实验结果显示Al光谱线主要来自类氢,类氦离子跃迁.Au等离子体光谱线主要来自它的N带,O带和P带谱.我们也观察到一个明显的软X射线短波发射极限.所有结果显示由于预脉冲的存在将对靶各层等离子体辐射产生极大的影响