桌上毛细管放电软X射线激光器

桌上毛细管放电软Ｘ射线激光器１９８４年，美国利弗莫尔国家实验室（ＬＬＮＬ）和普林斯顿（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ）大学的科学家们首次观测到了软Ｘ射线的放大输出［１，２］，Ｘ射线激光的研究进入了新阶段．但是，由于利弗莫尔国家实验室和普林斯顿大学实验室所用的设备...     

激光领域的一些新进展

本文收集T1984年11月26-30日在旧金山举行的国际激光会议上发表的一部分新结果. 过去几年里,相干紫外、VUV和XUV在其产生与使用上取得了很大的进展.美国 Lawrence Livermore国家实验室的M.D.Rosen报道了最近取得的重要成果:在200A波长范围得到了软X射线放大.用焦斑为0.53μm、功率密度为 5×1013w/cm2的激光束电离硒薄箔,得到类氖离子2P’3P和2P’3S能级的粒子数反转,从J=2到J-1的跃迁线(波长为206.3A和209.6A)的增益系数可到5cm-1.同样的跃迁在镜中亦可发现强的增益.这个结果是朝软x射线激光器迈进的重要的一步. 在同一领域中,S.…     

X射线激光波长短到4.48nm

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究工作者,报道了在类镍的钽中4.48nm的X射线激光作用,这是实验获得的最短波长的记录.他们认为这个波长用于活细胞的X射线全息摄影差不多是最理想的. 用利弗莫尔的Nova激光系统做的这些实验,是由Brian　MacGowan在美国物理学会等离子体物理分会于11月13—17日在 Anaheim召开的会议上报告的.和以前用Nova系统做的X射线激光实验一样,利弗莫尔的研究人员把Nova激光系统的十路激光束中的两路的二次谐波聚焦到一薄片金属箔上(在此实验中是一片 2 cm长的担箔),从袒原子剥离了 45个电子.以前他们经计算得知,…     

利弗莫尔实验室获得X射线全息图

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们用世界上功率最大的Nova激光器获得了X射线全息图,他们希望这一成就将使他们能获得活细胞的高分辨的三维图象.Nova实验计划领导人M.Campbell说,X射线激光能以很高的分辨率使生物结构成象.这种技术将使他们能获得分辨率优于 50 nm的图象. 这一成就是利弗莫尔实验室正在进行的激光聚变计划的副产品.为激光聚变计划建造的Nova激光器是一个10路固体激光器系统,科学家们使其中的两路激光束聚焦到硒和塑料制成的箔靶上.当激光照射Se时,箔靶爆炸而建立起107K的高温,这样的高温是产生X射线激光的关键因…     

某些类氖离子和类镍离子等离子体状态对应关系的研究

利用一维拉格朗日流体动力学程序Med103详细研究了产生类镍Ag,Cd,In,Sn, Sb离子和类氖Fe,Co,Ni,Cu,Zn离子的等离子体状态.通过对电子温度、离子丰度、离子数密度等状态参量的分析比较，得到了这两类等离子体状态之间的对应关系.即类镍银的等离子体状态与类氖铁 的相近，类镍镉的与类氖钴的相近，依次类推.利用这一对应关系可以方便地由类氖机理x射线激光的等离子体状态来对相应元素的类镍x射线激光的等离子体状态进行判断. 关键词： 类氖 类镍 等离子体状态 x射线激光     

瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6nm X射线激光的理论研究

近来，许多实验室仅采用一个脉宽为几个ps的短脉冲就得到了强放大的软X射线激光.这表明瞬态是来得及电离的.为此，在类氖锗的瞬态电子碰撞激发19.6nm 波长X射线激光研究中，提出了采用低预脉冲产生低电离度的预等离子体，后续一个ps级短脉冲既电离又加热等离子体的驱动方式.并用系列程序进行了模拟.模拟结果表明，这种驱动方式也可以得到高增益. 关键词： X射线激光 等离子体 增益系数 瞬态电子碰撞激发     

类锂硅离子软X射线激光的空间特性

本文报道类锂硅离子软X射线激光的空间分布特性,研究表明软X射线激光的最佳增益在离靶面约300μm的中等等离子体密度区,而临近靶面的高密度区增益则较小.     

类锂钙和钾离子X射线激光的实验研究

探索进入“水窗”波段以寻求X射线激光在近期的科学技术应用,是当前实验室X射光线激研究的一个重要目标.采用复合泵浦方案,我们曾用较低的驱动激光功率首次实现了类锂硅离子5f—3d(8.884nm),5d—3p(8.728nm)跃迁软X射线激光,并第一次发现了类锂硅离子的6f—3d(7.583nm)和6d—3p(7.464nm)新的X射线激光跃迁.最近,我们进一步完成了线聚焦激光辐照CaF_2和KCl平板靶的实验,探索了沿类锂离子等电子数序,将软X射线激光推进至更短波长的现实可能性,实现了类锂钙和类锂钾4f—3d跃迁的软X射线激光,波长分别为5.77nm和6.47nm,增益系数分别达到4.3cm~(-1)和1.6cm~(-1).同时也观察到了类氢氟Hα(8.09 nm)的增益,增益系数为1.4cm~(-1).实验结果进一步显示了复合泵浦类锂离子方案在实现更短波长X射线激光方面的潜力.     

实验室ASE软X光激光新进展

自1985年劳伦斯·利弗莫尔实验室和普林斯顿大学首次实现实验室软X光波段ASE输出以来,建立在碰撞激发和再复合机构基础上的实验室X光激光及相应X光光学元件工艺又有了新的发展。到目前为止,再复合机构类氢系列波长已由CⅥ的182A缩短到MgⅫ的45.5,离水窗口仅差1.5。遗憾的是,其增益因子也降为1.6cm~(-1)。碰撞激发机构实现最短波长为类NiYb的50.3A°,其增益因子小于1cm~(-1)。     

我国X射线激光研究突破性进展波长短于100激光增益实验成功

1989年8月至11月,中国科学院上海光机所激光等离子体物理研究室在高功率激光物理开放实验室的大力协同下,利用LF12激光装置在低功率运行条件下成功地进行了类锂离子复合泵浦软X射线激光增益实验,实现了波长短于100(?)的类锂Si~(11+)离子的软X射线激光放大.这是迄今国内实验室获得的最短X射线激光波长,显示我国的X射线激光研究朝着具有重要应用意义的“水窗”波长(23～44(?))推进了     

瞬态类氖铁x射线激光抽运脉冲结构的优化计算

利用一维拉格朗日流体动力学模拟程序对由纳秒预脉冲和皮秒主脉冲相结合而成的抽运脉冲组合,产生瞬态类氖铁x射线激光(255nm,3p→3s,J=0→1)的过程进行了优化计算.通过对抽运脉冲组合的强度、宽度、脉冲间隔等参数的优化计算,得到了在预脉冲将靶物质充分电离到类氖离化态的前提下(类氖离子丰度>80%),在主预脉冲峰值之间的脉冲间隔为零时,产生有效增益的条件是最好的.这一结论与实验结果相符 关键词： x射线激光 瞬态增益 离子丰度     

钴、镍和铜离子的类钠件线谱

以激光辐照固体平面靶产生的高温等离子体作为辐射源,利用平晶x射线谱仪观测了钴、镍和铜的类氖离子2p-3d跃迁的长波类钠伴线x射线光谱。根据等电子数序规律外推,与观测波长值比较,给出了对这些伴线进行辨认的结果。     

软X射线激光汤姆逊散射实验尝试

汤姆逊散射是诊断高温稠密等离子体状态参数的重要方法之一, 受到广泛的关注. 但是目前用于进行汤姆逊散射的探针光波长多局限于可见光或紫外光, 能够诊断的区域电子密度远低于驱动激光的临界密度. 相比较而言, 以软X射线激光作为探针, 有希望诊断更高密度区域的等离子体. 利用“神光Ⅱ”高功率激光装置产生的类氖锗软X射线激光作为探针, 开展了软X射线激光汤姆逊散射实验的尝试. 根据散射的条件, 分别进行了非相干散射和相干散射的实验, 但均未能获得明显的散射谱. 理论分析表明, 主要原因可能是实验中作为探针的类氖锗软 X射线激光的聚焦功率密度不够, 通过优化实验条件, 有希望在今后的研究中获得相干汤姆逊散射的结果. 关键词： 等离子体诊断 软X 射线激光 汤姆逊散射     

2ω1ω激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 类氖离子的X光激光理论研究可以为类镍X光激光提供有益启示。设计了一系列瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6 nm X光激光的实验,采用2ω1ω泵浦方式,即预脉冲采用倍频钕玻璃激光,主脉冲采用基频,用新开发的瞬态电子碰撞激发类氖锗的系列程序进行了模拟,并与1ω1ω驱动的情况进行了比较。模拟表明, 2ω1ω泵浦方案使类氖锗19.6 nm Ｘ光激光的小信号增益系数增大为1ω1ω方案的1.6倍,增益区也转移到了更高的电子密度区,是获得更短波长X光激光的一种有效方法。     

诊断技术领域的新设备——平焦场光栅光谱仪

<正> 平焦场光栅光谱仪是由中国工程物理研究院上海激光实验室自行研制的用于X光激光研究的诊断设备。在1990年5月的锗双靶对接X光激光实验中,该谱仪已与西安光机所生产的软X光扫描相机相接,在国内首次测出了类氖锗高增益X光激光时间分辨谱线。用脉宽1ns的激光打靶时,产生的X     

反射镜双程放大对类氖锗软X射线激光的输出影响研究

纳秒量级激光驱动的类氖锗软X射线激光具有出光稳定和输出强度大等优点,在诸多领域拥有很好的应用价值. 研究了通过在光路中增加一块多层膜反射镜实现双程放大对出光特性的影响. 通过估算和实验,证实了增加反射镜双程放大确实能够提高类氖锗软X射线激光的输出强度,对于24mm的双程放大长度,总输出强度会增加约2.3倍. 但同时这种模式也带来了光束质量的下降,对应用研究并非完全有益. 关键词： 软X射线激光 反射镜双程放大 增益饱和     

类锂-AI~(+10)离子4f-3d跃迁的软X射线ASE增益实验

在六路激光等离子体装置上已成功地进行了复合泵浦机制的软X射线自发发射放大(ASE)的演示实验.利用自制的针孔透射光栅谱仪,巳观测到激光产生的线状等离子体中,类理-Al~(+10)离子的4f-3d跃迁(154.7(?))的ASE增益放大.测量了一组不同长度线状等离子体的类锂-Al~(+10)离子4f-3跃迁线沿轴线发射的时间积分谱线强度.结果表明,该谱线发射强度随等离子体长度呈指数式增长,相应的增益系数为3.7±0.9cm~(-1),其最大增益长度积约为2.7.     

真空紫外和软X线波段成像探测器

一、引 言 随着科学技术的发展,人类的观测范围从可见光扩展到红外、紫外和软X射线波段.例如,宇宙空间在在着大量紫外、X射线辐射源——恒星、河外星系、类星体等.通过对这些天体的研究,有助于了解天体的演化过程.由于地球大气的的吸收,这些紫外、X射线达不到地面,限制了人类对这些天体的了解.随着空间技术的发展,可以在地球大气层外探测来自天体的辐射,这就把人类的认识延伸到距离远达80亿光年的地方.而对紫外、软X射线敏感的高性能探测器,是实现这种观测的关键.又如在研究核聚变时,高温等离子体辐射的真空紫外和软X射线,能给出等离子体…     

毛细管放电Z箍缩等离子体X射线激光

毛细管放电Z箍缩等离子体软X射线激光器近几年发展非常迅速，已经获得了在46．9nm的波长上近毫焦量级的激光输出，重复频率达到了4Hz．利用这种软X射线激光在等离子诊断、物质烧熔等方面已开展了初步的应用实验研究．文章介绍了毛细管放电泵浦的两种物理机制，阐述了类氖氩离子2p^53p^1S0-2p^53s^1P1能级间粒子数反转的形成及毛细管放电等离子体柱的演变过程．深入理解这些物理过程，对发展毛细管放电软X射线激光将起到积极作用。     

倍频纳秒激光驱动类氖锗X射线激光的研究

利用JB19等程序分别对基频和倍频激光驱动条件下类氖锗X射线激光进行了模拟计算,结果表明利用倍频激光驱动同样也能够获得高强度的类氖锗X射线激光输出,只是对驱动激光的输出要求要高3.3倍.尽管如此,这也为将来在大型激光装置上开展类氖系列X射线激光研究指明了方向.初步的实验研究也证实了利用倍频纳秒激光驱动能够获得类氖锗X射线激光输出的结果. 关键词： X射线激光 类氖锗 数值模拟