短波长类锂X射线激光实验研究

本文给出了最近在上海光学精密机械研究所LF12高功率激光装置上用KCl和CaF₂真板状靶进行的类锂K和Ca离子X射线激光增益实验的结果。将要给出的还有复合X射线激光发射的时间过程和实验所用X光底片的相对标定结果。     

类氖钛X射线激光实验研究

在“星光”装置上采用预脉冲技术和透-反射线聚焦系统成功地进行了类氛钛x射线激光实验.测量了TiXⅢ,3s-3p,J=0～1激光线的增益系数.首次实验研究了预脉冲能量不同时,激光线强度随泵浦激光能量的变化及其发散角和偏转角.     

X射线预电离放电泵浦XeCl激光动力学研究

本文首先给出了放电泵浦XeCl准分子激光器X射线预电离动力学的负离子模型,解释了不同HCl浓度下的预电离过程。然后选取对XeCl激光动力学起主导作用的反应物及动力学过程,建立了放电泵浦XeCl准分子激光简化动力学模型,并用此模型计算了激光特性和最佳输入能量密度,计算结果能很好与实验符合。最后给出高比能X射线预电离XeCl准分子激光器的理论设计,根据单位体积输入能量、放电区长度、放电电流和气体压力等参量优化结果,XeCl准分子激光每立升可输出能量9J左右,效率为2％。     

软X射线激光增益实验研究

在中国科学院上海光机所的六路激光装置和LF12激光装置上成功地进行了复合泵浦软X射线激光增益实验。利用自制的一维空间分辨掠入射光栅光谱仪和针孔透射光栅光谱仪研究了线聚焦激光辐照平板靶产生的线状等离子体中铝和硅的类锂离子的自发发射放大(ASE)性能。测量了不同长度的线状等离子体的沿轴向发射的类锂铝和硅离子谱线的时间积分强度,结果证实类锂A¹⁰⁺离子的5f-3d跃迁(波长105.7)和Si¹¹⁺离子的5f-3d跃迁(波长88.9)、5d-3p跃迁(波长87.3)等谱线的强度随等离子体长度非线性增长,相应的增益系数分别为3.1±0.9,1.5±0.5和1.4±0.5cm^-1,最大增益长度乘积约为2.5。本实验是首次观察到类锂Si¹¹⁺离子的5f3-d和5d-3p跃迁的激光增益,X软射线激光波长已短于100。特别有意义的是,上述结果是在低的泵浦激光功率密度条件下取得的。研究表明,采用类锂复合机制,有可能在我们现有的激光驱动装置上将软X射线激光推进到“水窗”(43.8—23.3)波段。     

全面诊断X射线激光空间特性的研究

基于Moiré效应和Fresnel衍射理论,提出和分析了一种新的诊断光束空间特性的方法,特别适合于X射线激光.仅通过一发次测量即可获得光束质量M²因子,等效波面半径,束宽,远场发散角,束腰位置和腰斑半径等一系列重要的光束参量,同时还可评价光束的空间相干性及其随光束传播的演化数值模拟验证了该方法的有效性.这个新颖的Moiré测量技术为实验上全面诊断X射线激光空间特性开辟了一条切实可行的途径     

“双靶对接”高增益类Ne锗软X光激光实验研究

本文采用新颖的“双靶对接”技术,利用强度～1.2×10¹³W/cm²,波长1.053μm,脉宽～1ns的两路激光线聚焦辐照平面厚锗双靶,观察到波长为19.6,23.2,23.6,24.7和28.6nm的5根类Ne锗3p-3s跃迁谱线的放大。波长为23.2和23.6nm的谱线,增益长度积GL的值均超过13。对X光激光发射的发散角、折射角及时间特性等,也进行了实验现察,为深入了解X光激光的产生和传播,提供了有意义的信息。     

高热稳定性CoN/CN软X射线多层膜的制备及其结构稳定性研究

研究了对向靶反应溅射法制备的CoN/CN软X射线多层膜的结构稳定性。研究表明,通过掺杂N原子可以将Co/C软X射线多层膜的结构稳定性提高100～200℃.400℃温度下退火,CoN/CN多层膜的周期膨胀仅为4%,700℃时周期结构仍然存在.N掺杂可以有效抑制CN层中sp³键的形成,延迟层内结晶过程,进而减小了周期膨胀.Co-N和C-N间存在的强化学键可以减小结构弛豫.填隙N原子增大了Co原子运动的粘滞性,使hcp-Co和fcc-Co在相变温度以上共存,抑制了高温下晶粒长大.     

退火Co/C软X射线多层膜中碳的TEM和Raman散射研究

用透射电子显微镜(TEM)和Raman散射(RS)研究了对向靶溅射法制备的Co/C软X射线多层膜在退火条件下碳的结构变化.结果表明,碳层的结构变化可大致分为三个阶段,即有序化,结晶以及晶粒生长阶段。在退火温度低于400℃时的有序化阶段,非晶碳层中键角无序的三配位键和四配位键转变为理想的三配位键。在结晶阶段,非晶碳层在500～600℃的退火温度下结晶成为石墨微晶。在晶粒生长阶段,样品在700℃以上温度退火,石墨微晶尺寸增大,与TEM分析结果相一致。     

类氖锗X光激光双程放大实验研究

本文在神光装置上,进行了类氖锗X光激光双程放大实验研究.实验中使用了硅/钼多层膜X光平面反射镜.用平场光栅谱仪测量了X光激光的时间积分和时间分辨信号.实验证实了X光激光的双程放大.时间积分结果表明,双程放大为单程放大信号的5倍多;时间分辨结果表明,对多层镜的作用时间作修正后,双程放大信号的增强倍数还要大.在本实验条件下,多层镜的寿命约为400—700ps.     

软X射线图象反演对TOKAMAK装置运行区结构的研究

用高灵敏、高时空分辨的软X图象反演系统研究了HT-6B TOKAMAK装置中3个运行区的磁面结构,形成锯齿放电的必要条件之一是在中心区出现有效的加热作用,锯齿区存在5个发展阶段,出现同心、偏心、双心、“MHD型”和“超MHD型”5种磁面结构,MHD振荡区有稳定的“MHD型”磁岛结构,它由弯月形“热芯”和圆形“冷泡”组成,并沿电子逆磁方向旋转,共振区中共振螺旋场改善了加热状况,抑制了MHD扰动,使单一“MHD型”磁面转变为锯齿型磁面.