金激光等离子体的空间分辨X射线发射谱及其应用

在星光II激光装置上,采用PET平面晶体谱仪与宽20μm的狭缝构成一维空间分辨光谱测量系统,对金平面靶激光等离子体进行观测,获得了沿靶面法向一维空间分辨的金M带发射谱。在实验谱中观察到了Au元素类Ni离子的电四极跃迁线3p63d10(1S0) 3p53d104d(3/2,5/2)J=1。利用电四极跃迁线对电子密度的敏感特性,开展了金激光等离子体电子密度诊断的尝试,确定出利用该谱线进行电子密度诊断的有效范围大致在1019～4.5×1021cm-3之间。     

激光产生等离子体辐射X射线特性研究

本文报导激光等离子体辐射Ｘ射线的测量方法和结果。在“星光”装置上,用１．６μｍ激光辐照Ｎａ／Ｆ和铜靶。用平晶谱仪测量等离子体辐射Ｘ射线绝对强度,并研究了辐射Ｘ射线强度与入射激光功率密度的关系,测量了靶前后辐射强度之比,为光电离机制的Ｘ光激光研究提供了较重要的数据。     

线聚焦激光辐照Al靶所产生的紫外X射线谱线

本文叙述了采用线聚焦激光幅照Al靶所产生的高离化态离子的紫外X射线(XUV)谱线。利用Cowan的原子能级程序计算了不同离化态的离子谱线的波长和振子强度gf,辨认出140条离子谱线,其中有82条新谱线。 关键词：     

激光诱导Al表面等离子体温度的发射谱诊断

探测了脉冲能量0.3 J波长1064 nm的纳秒激光聚焦Al表面诱导的等离子体200-900 nm范围的发射谱.分析了线状谱的基本规律,根据谱线的强度,考虑到光谱仪与电荷耦合器件(charge coupled device, CCD)的探测效率,通过线性拟合给出了等离子体中Al Ⅰ、Al Ⅱ、N Ⅰ、O Ⅰ粒子的激发温度.根据谱线的半高宽计算了等离子体电子密度,进而计算了等离子中Al Ⅰ的电离温度.结果表明,在等离子体状态快速演化过程中,不同粒子的电离、激发与退激存在较大差异,Al Ⅱ、Al Ⅰ相对于N Ⅰ、O Ⅰ有较高的激发温度,并且等离子体中Al Ⅰ的电离温度高于所有粒子的激发温度.     

利用X射线激光进行激光等离子体射流的诊断

射流是激光惯性约束聚变(ICF)、天体物理学等领域中一种普遍存在的非线性现象.在实验室对射流现象进行模拟、诊断等方面的研究对于理解ICF、天体物理中的相关现象具有重要参考价值.采用纳秒激光辐照特殊形状的圆孔靶产生等离子体射流,利用波长为13.9nm的X射线激光作为光源对特定时刻的射流进行阴影成像,获得了清晰的射流阴影图像,与理论模拟结果定性一致. 关键词： 射流 X射线激光 等离子体诊断     

激光等离子体非平衡X射线发射谱理论研究

在平均离子模型的基础上,发展了一个计算离子组态概率分布的有效方法,称为统计方法.根据激光靶耦合程序模拟给出腔靶等离子体状态条件,研究1.06μm激光金等离子体的非平衡离子组态分布和X射线发射谱特性.得到与实验谱相同的能带范围,并得出在激光等离子体中多电子同时处于激发态的离子组态对X射线发射的贡献不能忽略的结论. 关键词：     

利用X射线激光干涉诊断等离子体电子密度

X射线激光波长短、脉冲短、亮度高而又具有良好相干性，用它作为探针来诊断高温高密度激光等离子体是一种非常好的工具。诊断的结果，一方面可以提供相关的等离子体信息，更重要的是可以用来校验相应的程序，对惯性约束聚变等研究具有重要意义。     

激光等离子体X射线极化光谱诊断

针对波长为0.5～0.8 nm的激光等离子体X射线极化度的诊断,研制了一种新型适用的基于宅问分辨的极化谱仪.在极化谱仪内的垂直和水平通道上分别布置正交的季戊四醇(PET)晶体色散元件.信号采用成像板进行接收,有效接收面积为30 mm×80 mm,从等离子体光源经品体到成像板的光程长为240 mm.通过实验成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号,分析了获得的类氦谱线和类锂伴线并计算其极化度,并分析了负极化的原因.实验结果表明该谱仪获得的X射线极化度测量值与理论值相符,适合激光等离子体X射线极化光谱的诊断.     

等离子体波导的复合X射线激光

短脉冲强激光和气体革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人演化。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。     

用于激光等离子体诊断的亚千X射线能谱仪

本文简介了由滤片-X射线二极管阵列组成的具有亚纳秒时间分辨的亚千X射线能谱仪。在0．1到1．5keV能区能量分辨约为200eV。着重介绍了谱仪的结构和应用，数据处理及误差。并就激光-金平面靶相互作用实验中，在激光强度约10^14w／cm^2条件下获得的部份数据进行了简化处理，给出了激光等离子体亚千X射线辐射能谱，由此推出等离子体辐射温度。     

强流二极管产生大面积脉冲X射线参数计算

利用二极管的电压电流波形计算了电子束参数,建立了串级二极管和四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了两种情况下轫致辐射X射线场参数。结果表明:阳极靶厚度增加时,轫致辐射X射线平均能量增大,而能量转换效率先增大,后减小;距离串级二极管和四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量分别为76.50,3.74mJ/cm2;光子平均能量分别为81.13,60.77keV;半径为12cm的圆面上,串级二极管X射线剂量呈马鞍形分布,均匀性为1.70∶1;边长为52cm的正方形平面上,四路并联二极管X射线剂量均匀性小于6.30∶1;电子束轫致辐射转换效率分别为0.29%,0.32%。     

强流二极管产生大面积脉冲X射线参数计算

利用二极管的电压电流波形计算了电子束参数,建立了串级二极管和四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了两种情况下轫致辐射X射线场参数。结果表明：阳极靶厚度增加时,轫致辐射X射线平均能量增大,而能量转换效率先增大,后减小;距离串级二极管和四路并联二极管阳极靶5 cm位置处,X射线注量分别为76.50,3.74 mJ/cm2;光子平均能量分别为81.13,60.77 keV;半径为12 cm的圆面上,串级二极管X射线剂量呈马鞍形分布,均匀性为1.70∶1;边长为52 cm的正方形平面上,四路并联二极管X射线剂量均匀性小于6.30∶1;电子束轫致辐射转换效率分别为0.29％,0.32％。     

强流二极管产生脉冲X射线能谱场稳定性研究

 根据二极管结构及运行参数与出射电子、光子能谱的关系,采用Matlab数据处理软件和蒙特卡罗粒子输运计算方法,建立了二极管阳极靶表面出射光子能谱的计算方法。通过多次对二极管单次脉冲运行参数的比较研究,分析了强流二极管多炮运行参数的波动,对所产生的脉冲X射线能谱场稳定性的影响。计算结果表明：电子能谱的差异随着二极管运行的电参数变化而变化,每炮光子能谱谱型的差异趋于减小。当运行参数波动不大时,能谱场稳定性较好。     

强流二极管产生脉冲X射线能谱场稳定性研究

根据二极管结构及运行参数与出射电子、光子能谱的关系,采用Matlab数据处理软件和蒙特卡罗粒子输运计算方法,建立了二极管阳极靶表面出射光子能谱的计算方法。通过多次对二极管单次脉冲运行参数的比较研究,分析了强流二极管多炮运行参数的波动,对所产生的脉冲X射线能谱场稳定性的影响。计算结果表明：电子能谱的差异随着二极管运行的电参数变化而变化,每炮光子能谱谱型的差异趋于减小。当运行参数波动不大时,能谱场稳定性较好。     

Soft X-ray laser diagnostics of exploding aluminum wire plasmas

The evolution of current-driven thin single Al wire plasmas was studied with soft X-ray shadowgraphy and interferometry using a very compact capillary discharge-driven =46.9 nm laser probe. Wires of 25 m diameter excited by current pulses with a 78 A/ns increase rate were observed to expand uniformly at a rate of 3.5 m/ns. In contrast, an increase in the rate of energy deposited per unit mass was observed to give rise to significant early plasma instabilities. The results illustrate the use of table-top soft X-ray lasers as a new tool for the diagnostics of dense pulse power driven plasmas. PACS 52.70.Kz; 52.59.Qy; 52.25.Vy; 52.50.Nr     

Statistical properties of the photoelectron energy spectrum generated by an intense laser pulse and a continuous X-ray

This study shows that the photoelectron energy spectrum generated by an intense laser pulse in the presence of a continuous X-ray has interesting and useful statistical properties. The total photoionization production is linearly propor- tional to the time duration of the laser pulse and the square of the beam size. The spectral double energy-integration is an intrinsic value of the laser-assisted X-ray photoionization, which linearly depends on the laser intensity and which quantita- tively reflects the strengths of the laser-field modulation and the quantum interference between photoelectrons. The spectral energy width also linearly depends on the laser intensity. These linear relationships suggest new methods for the in-situ measurement of laser intensity and pulse duration with high precision.     

Propagation of fs TW laser filaments in adverse atmospheric conditions

The propagation of femtosecond terawatt laser pulses at reduced pressure (0.7 atm) is investigated experimentally. In such conditions, the non-linear refractive index n ₂ is reduced by 30%, resulting in a slightly farther filamentation onset and a reduction of the filament number. However, the filamentation process, especially the filament length, is not qualitatively affected. We also show that drizzle does not prevent the filaments from forming and propagating.     

X-ray emission from short-pulse laser plasmas

Highly intense picosecond and subpicosecond laser pulses interacting with solids can create hot and dense plasmas which emit x-ray pulses in a broad spectral range from 100 eV up to MeV. The duration of these x-ray pulses depends on the transient behaviour of the relaxation and recombination mechanisms, as well as on the lifetime of energetic electrons produced via nonlinear processes in the plasma. This paper reports experiments using a 1.5-ps laser pulse with high constrast ratio (up to 10¹⁰) and intensities up to 10¹⁸ W cm^-2 irradiating solid targets. Both the line spectrum characteristics of a magnesium plasma, recorded using crystal spectrometers with high spectral resolution, and kinetic calculations have allowed the deduction of plasma parameters in the process of plasma evolution. In addition, hard x-ray pulses from a tantalum plasma were measured and their scaling was explained as bremsstrahlung emission from energetic electrons. Absolute dose values of x-ray pulses are given.     

YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲

研究表明,不用碰撞脉冲锁模技术,而由一台简单的线型腔染料激光器,就可成功地产生短达38飞秒的光脉冲。这种激光器用六镜折叠腔,其中有Rh6G和DOPCI两个喷流和一个棱镜对色散补偿器,用连续锁模Nd:YAG激光器的倍频输出同步泵浦。染料激光脉冲的平均功率为20mW,脉冲重复频率近100MHz。     

X-ray spectrometry of laser-produced aluminum plasmas

X-ray lines and continuum emission from a laser-produced aluminum plasma have been studied. The electron temperature variations during the laser pulse (30 ns) were deduced from time-dependent measurements of intensities of resonance lines (2.5 ns time-resolution). Comparison is made with electron temperature values deduced from ion emission measurements.