超强激光场中氘原子电离几率的研究

研究了在相对论领域内,超强激光场的不同条件（频率、强度、脉冲波形磁场分量）对氘原子电离几率的影响,研究表明：电离几率随激光强度的增加而增加,随激光频率的增加而减少。而激光脉冲波形对电离几率的影响仅在激光无磁场分量时比较显著。激光场的磁场分量对原子的电离有一定的影响。     

超短超强脉冲激光产生的电离通道的存活性态分析

用摄动理论对超短超强脉冲激光产生的电离通道进行了研究.得出了在复合、吸附、退吸附作用影响下，电离通道在不同演化时期，各种带电粒子密度的渐近表达式.揭示了各种作用对通道存活性态的影响. 关键词： 密度 激光脉冲 等离子体通道 摄动     

超强超短激光场有质动力电离产生极端非平衡态等离子体－－一种新的强场电离模型

提出了极短脉冲超强激光（相对论性）与原子相互作用中的有质动力电离模型的新概念,并给出数值模拟结果。基于该电离机制,可以产生处于极端非平衡态的等离子体。     

超短超强脉冲激光在空气中产生的电离通道的寿命研究

对超短超强激光脉冲在大气中传播时形成的电离通道的寿命进行了理论研究.综合考虑了通道中自由电子，正离子，负离子的复合，自由电子和中性分子的吸附以及在后续 激光作用下的退吸附过程.推导出了退吸附激光强度恒定时通道中带电离子密度的速率方程 的解析解.计算结果表明，通过引入退吸附激光抑制电子和中性分子的吸附作用能够在微秒 的时间尺度上将电子密度维持在10¹²—10¹³cm^-3的水平，在相同的波长 和平均功率下，短脉冲序列的退吸附效果要略好于连续激光 关键词： 等离子体通道 复合 吸附 退吸附 寿命     

超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

 考虑到热电子崩力的影响,在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上,将晶格温度与应变速率相耦合,建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型。在单轴应变条件下,利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况。结果表明：在低能量密度激光条件下,热弹性效应对半导体材料的影响很小;载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早,随后载流子数密度达到峰值,以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡;在脉冲辐照早期,非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用。     

fs激光在靶背表面产生的质子束成丝

 介绍了利用3TW/60fs钛宝石超短超强激光与20μm铜薄膜靶相互作用的实验。实验观测到质子束的角分布随激光功率密度有所变化。在较高的功率密度（～1×10¹⁸ W/cm²）时，观测到环状的质子束分布，发散角较大。在较低的激光功率密度（～2×10¹⁷ W/cm²）时，质子束发散角减小，质子束出现成丝现象。质子束的角分布实际上反映了从靶前输运到靶背的超热电子电流横向分布。在输运过程中，由于Weibel不稳定性会使超热电子电流出现空心化并最后破裂成丝。     

fs激光在靶背表面产生的质子束成丝

介绍了利用3TW/60fs钛宝石超短超强激光与20μm铜薄膜靶相互作用的实验。实验观测到质子束的角分布随激光功率密度有所变化。在较高的功率密度（～1×1018 W/cm2）时,观测到环状的质子束分布,发散角较大。在较低的激光功率密度（～2×1017 W/cm2）时,质子束发散角减小,质子束出现成丝现象。质子束的角分布实际上反映了从靶前输运到靶背的超热电子电流横向分布。在输运过程中,由于Weibel不稳定性会使超热电子电流出现空心化并最后破裂成丝。     

强激光场作用下部分离化等离子体的非线性极化

 针对线偏振光场，提出一个原子极化模型。假设原子核为静止不动的正电背景，束缚电子不发生再电离，自由电子与离子也不发生复合，电子对电场的响应是瞬时的，并用旋转椭球来近似描述电子云的形状。通过此模型，可解析地计算出不同电离状态原子的第1阶线性和第3阶非线性极化率、相应的极化电流、以及极化介质（原子）的折射系数。在低场近似下，这些结果可自洽地过渡到传统的非简谐振子模型，并可得到对应的谐振子的固有频率和非线性系数。     

超短脉冲激光辐照硅膜升温效应的模拟研究

考虑到载流子和晶格的热容、热导率、弛豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响,利用有限差分算法,数值求解了半导体材料自相关热传导模型,讨论了2 m厚硅膜在波长和脉宽分别为775 nm和500 fs的脉冲激光辐照下的升温规律。数值结果表明：硅膜前表面载流子温度在激光辐照过程的0.69 ps时刻达到最大值,在4.8 ps时刻以后硅膜基本趋于总体热平衡;载流子热容的快速变化以及单光子吸收和由载流子浓度变化而引起的载流子能流变化是导致载流子温度变化的主要原因;超短脉冲激光辐照时,激光作用时间短,各扩散项及传导项不起主要作用,因此硅膜内各主要计算参数与硅膜的厚度及基体材料类型等的关系不大。     

Modulation of ionization on laser frequency in ultra-short pulse intense laser--gas-target

Based on the dispersion relation of intense laser pulse propagating in gradually ionized plasma, this paper discusses the frequency modulation induced by ionization of an ultra-short intense laser pulse interacting with a gas target. The relationship between the frequency modulation and the ionization rate, the plasmas frequency variation, and the polarization of atoms (ions) is analysed. The numerical results indicate that, at high frequency, the polarization of atoms (ions) plays a more important role than plasma frequency variation in modulating the laser frequency, and the laser frequency variation is different at different positions of the laser pulse.     

分子的飞秒强光电离

文章以一个实验者的角度，介绍了分子的飞秒强光电离的研究现状。文章从对比飞秒激光电离质谱与纳秒激光电离质谱开始，接着介绍分子在激光场作用下的可能电离机理，着重描述了几个处理分子场致电离的理论模型和实验验证，最后对飞秒激光导致的分子在激光脉冲作用后取向研究进行了简单介绍。     

脉冲激光辐照TiO2/SiO2薄膜热效应研究

采用1.06 μm单脉冲激光在不同能量密度下辐照特殊光电系统中典型薄膜光学元件,理论分析了激光辐照薄膜元件产生的温度场和热应力场,在此基础上建立了激光辐照多层薄膜的物理模型,计算软件使用ANSYS软件的热分析模块对激光辐照薄膜元件产生的温度场和热应力场进行了模拟,分别给出不同激光能量密度下薄膜表面光斑中心的温度场、径向温度场和轴向温度场分布;同时给出不同能量密度下薄膜的轴向、径向和环向热应力分布。并对激光辐照薄膜元件产生的温度场、热应力场进行了分析,阐明了原因。     

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFL-CSR）的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。     

高频强激光场中H-电离特性理论研究

高频强激光场中高价负离子（比如H-,H2-,He-,He2-等等）的稳定存在虽然在理论上早已得到得到证明,但在实验上至今没有被直接验证。为了探索可行的实验验证方案,通过以高频强场中的负一价氢离子H-为例,采用相空间平均法,详细研究了其在外加激光场中的电离率及光电子角分布情况。研究发现 的电离率比氢原子高,并且不存在氢原子在较强激光场中的电离抑制现象。另外随着激光场强度的增大和激光频率的减小,电子角分布与H-在高频场直接卸载后电子角分布的差别也增大。这些结果为将来在实验上验证高频强场中高价负离子的存在性提供了很好的理论依据。     

超短脉冲激光辐照金属薄膜温升效应的模拟研究

考虑到材料的质量热容、热导率、驰豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响,利用具有人工粘性的、自适应时间步长的前向差分算法,数值求解了电子-晶格双温双曲两步热传导模型,讨论了厚度为50 nm的金膜在0.1 ps脉冲激光辐照下的温升规律。数值结果表明：薄膜前表面自由电子的温度在大约0.27 ps时达到最大值,不同厚度上自由电子达到温度平衡所需的时间大约为1.6 ps,而薄膜温度在整个厚度上达到平衡所需时间为60 ps左右。由电子温度及其温度梯度引起的热电子崩力很可能是造成材料破坏的一个主要因素。     

超短脉冲激光辐照金属薄膜温升效应的模拟研究

 考虑到材料的质量热容、热导率、驰豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响,利用具有人工粘性的、自适应时间步长的前向差分算法,数值求解了电子-晶格双温双曲两步热传导模型,讨论了厚度为50 nm的金膜在0.1 ps脉冲激光辐照下的温升规律。数值结果表明：薄膜前表面自由电子的温度在大约0.27 ps时达到最大值,不同厚度上自由电子达到温度平衡所需的时间大约为1.6 ps,而薄膜温度在整个厚度上达到平衡所需时间为60 ps左右。由电子温度及其温度梯度引起的热电子崩力很可能是造成材料破坏的一个主要因素。     

Quasistatic magnetic fields generated by a nonrelativistic intense laser pulse in uniform underdense plasma

Quasistatic magnetic fields generated by nonrelativistic intense linearly polarized (LP) and circularly polarized (CP) laser pulses in an initially uniform underdense plasma in the collision-dominated limit are investigated analytically. Using a selfconsistent analytical model, we perform a detailed derivation of quasistatic magnetic fields in the laser pulse envelope in the collision-dominated limit to obtain exact analytical expressions for magnetic fields and discuss the dependence of magnetic fields on laser and plasma parameters. Equations for quasistatic magnetic fields including both axial component B_z and the azimuthal one B_θ are derived simultaneously from such a selfconsistent model. The dependence of quasistatic magnetic field on incident laser intensity, transverse focused radius of laser pulse, electron density and electron temperature is discussed.