激光等离子体中透射光的某些光学性质

本文报导了在激光热微球靶实验中,透射激光特性的一些测量结果.在精确调焦以及预脉冲较小的情况下,靶球透射作清晰.但是,在离焦以及顶脉冲较大的情况下,图像变得模糊;用空间分辨的光谱方法测量结果表明,透射等离子体区的激光谱线明显地增宽,这种增宽对入射激光束是对称的,线宽从2?被加宽到约50?.     

用序列二次规划法设计ICF 靶区光路

 运用序列二次规划法设计了靶区光路。由ICF 柱面靶间接驱动实验对多路激光束排布的要求, 建立靶区数学模型, 用本文设计结果构筑光路排布线框实体。该三维线框以特征线代表60路激光驱动光束实体, 以特征线段的转折点代表240面反射镜的空间位置。     

2001年国际学术会议预告

Ｊｕｌｙ 16— 19ＰｏｌｙｍｅｒＭｅｍｂｒａｎｅｓＰｒａｇｕｅ ,ＣｚｅｃｈＲｅｐｕｂｌｉｃＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＤｅａｄｌｉｎｅ :Ａｐｒ 15(Ｓｕｎ) ,2 0 0 1Ｆｉｅｌｄｓ:ａｐｐｌｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ ,ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ,ｐｏｌｙｍｅｒｐｈｙｓｉｃｓ ,ｓｕｒｆａｃｅｐｈｙｓｉｃｓＣｏｎｔａｃｔ:ＭｉｌｅｎａＳｒｐｏｖａＥ ｍａｉｌ:ｓｙｍｐｏ @ｉｍｃ .ｃａｓ .ｃｚＰｈｏｎｅ : 42 0 - 2 - 36 0 317Ｆａｘ : 42 0 - 2 - 36 7981Ａｄｄｒｅｓｓ:Ｐ .Ｍ .Ｍ .ＳＥＣＲＥＴＡＲＩＡＴｃ/ｏＩｎｓｔｉ ｔｕｔｅｏｆ…     

每期一题(工科大学物理试题选登)

一球形电容器的内外金属球壳间充满介电常数为ε的电介质.设该电容器外球壳的半径b 和使用时的最大工作电压 U_0已给定.请设计内球壳的半径使得内外球壳间加上电压 U_0时,内球壳表面附近的电场强度为最小,并计算这时该电容器贮存的电场能量. 每期一题本期解答解法一:设电容器内球壳的半径为 R,内外球壳间加上电压 U_0。时内球壳带有电量Q.根据高斯定理可得内外球壳间任一点处的场强大小为露:一旦一 (R。这表明,内球壳的半径R:÷时,内球壳表面附近处的场强西。最小。这时该电容器的电容为4疆s知c。;ib。4sreb贮存的电场能为-矽。=÷CUp 2srebU;解法二;设电容器内球壳的半径为也内外球壳间加上电压Un时,内外球壳分别带有电量g和一Q.根据球形电容器电容公式得 : ·9:CUo=百4JrebRUo内球壳表面附近处的场强大小为。9En=≥警=丽U丽ob￡ 8 K‘拶一K,欲使童。为最小,令舞=。,解得。,R:旦2并在R=乓一处有—dZE—n>oZ dRz这表明,内球壳的半径R=.冬时,内球壳表面附近处的场强En最小.这时该电容器的电容为4vreb三’’c=—b_!b。4:ceb‘ 2贮存的电场能为 ,形。=妻CU:=2~ebU:     

高剥离态离子谱学研究

利用“星光”Ⅰ激光装置，聚焦激光束于真空室内平面箔靶，产生高离化态等离子体，分别用四个不同晶格间距的平晶摄谱仪和１ｍ掠入射光栅谱仪测量了２２Ｔｉ、２６Ｆｅ、２８Ｎｉ、２９Ｃｕ、３０Ｚｎ、３２Ｇｅ等中Ｚ元素及７２Ｈｆ、７３Ｔａ、７４Ｗ、７５Ｒｅ等高Ｚ元素的高离化态离子发射谱，其波长为３．６－３００分别用组态相互作用的Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ－Ｒｅｌａｔｖｉｓｔｉｃ（ＨＦＲ）方法和多组态的Ｄｉｒａｃ－     

进入用阿秒的时间量级来测量物理现象

最近在奥地利 -加拿大 -德国联合研究室以Ｆ .Ｋｒａｕｓｚ教授为首的研究小组第一次探测和测量到一个孤立的阿秒 (10 - 1 8ｓ)量级的脉冲 .他们产生的这个脉冲的持续时间是 6 5 0阿秒 ,其频率处于电磁波谱的软Ｘ射线范围 .利用它能测量单个电子从原子内剥离的图像 ,这是一个阿秒量级的物理现象 .他们的物理实验以及其他许多研究组的工作 (如 :Ｂａｒｔｅｌｓｅｔａｌ.,Ｎａｔｕｒｅ 13Ｊｕｌｙ 2 0 0 0 ;Ｃｈｒｉｓｔｏｖｅｔａｌ.,Ｐｈｙｓ .Ｒｅｖ.Ｌｅｔｔ.11Ｊｕｎｅ2 0 0 1;Ｐａｕｌｅｔａｌ.,Ｓｃｉｅｎｃｅ 1Ｊｕｌｙ 2 0 0 1)表明 …     

基于简单透镜列阵的可调焦激光均匀辐照光学系统研究

本文对基于简单透镜列阵的大口径激光均匀辐照光学系统的调焦能力进行了研究, 结果表明, 改变透镜列阵与靶镜之间的距离即可方便地改变靶面上光斑的大小. 文中详细分析了相关参数对调焦能力的影响, 并在此基础上设计出一个实用的光学系统. 用数值方法模拟了激光束通过光学系统后的传输, 发现尺寸不同的靶面光斑具有基本一致的强度结构特征. 定量地分析了光斑内部散斑间隔、调制对比度、顶部不均匀度及能量集中度等描述光斑均匀辐照质量的指标, 并研究了它们随靶面离焦量的变化关系.     

整体考虑靶和均整器的设计来提高医用加速器剂量率的方法

通常低能医用加速器靶的设计遵从厚靶原则, 即采用厚度等于或大于电子射程的靶, 使靶后无电子污染. 本文提出了新的靶设计概念：设计靶时, 将靶与相关系统(初级准直锥、均整器)作为一个整体考虑, 通过减小靶厚来提高光子剂量率, 利用初级准直锥、均整器来减少电子污染. 采用这种设计概念, 用蒙特卡罗方法对BJ-6—6MV单光子医用电子直线加速器的靶进行优化设计. 模拟计算10cm×10cm野, 30cm×30cm野的深度剂量曲线, 结果表明：较之现有的厚靶, 治疗剂量提高了10%, 同时表面剂量、X射线的品质仍满足国标的要求. 通过薄靶、厚靶的加速器整机对比实验, 已验证了此结论的正确性.     

针对神光II升级装置的直接驱动快点火集成实验靶的初步设计

神光II激光装置升级完成后,激光能量将大幅提高,同时配备皮秒拍瓦激光束,能够满足快点火研究在万焦耳级平台开展集成实验的需求.神光II升级装置设计原则是以间接驱动为主,兼顾直接驱动.尽管直接驱动只是替代方案,然而由于直接驱动在快点火预压缩中具备一定优势,如能量利用率较高、对快点火导引锥预热较少、便于诊断等,因此需要探索基于神光II升级装置的直接驱动快点火靶设计.本文针对神光II升级装置的激光条件,利用辐射流体程序Multi1D对集成实验用快点火直接驱动靶的尺寸进行了初步内爆压缩设计和优化.在激光条件固定的情况下,优化无充气单层靶球的半径、厚度,尽可能实现高的密度、面密度.得到最优靶参数为外半径420μm,壳层厚度35μm,与靶球定标关系验证一致.根据超热电子定标关系,计算表明压缩过程实现的最高面密度与皮秒拍瓦激光产生的超热电子射程基本匹配.     

缩减主光斑的衍射理论

结合理论分析和神光装置照明系统的设计,由于光的衍射作用,使通过照明系统的激光束入射到特定靶面成一光斑,为了缩减中央光斑大小,提出了一种新的系统孔径分割法,从光的衍射理论证明这种方法是有效的,使中央光斑缩小,缩减了中央光斑缓慢变化部分.     

用于直接驱动的快速变焦新方案

在直接驱动方式的惯性约束聚变装置中, 实现中心点火对靶丸的辐照均匀性要求极高. 然而, 在激光脉冲持续时间内, 由于激光与靶丸的相互作用致使靶丸逐渐缩小, 从而导致辐照均匀性降低以及交叉光束能量转移等不利因素增强, 进而影响点火的进展. 为此, 提出了用于直接驱动的快速变焦新方案, 即利用特殊设计的电光晶体及电极结构, 对激光束附加一个实时、快速变化的球面波前, 以控制打靶激光束的聚焦位置和焦斑大小, 从而达到提高靶面辐照均匀性和抑制交叉光束能量转移的目的. 通过建立快速变焦的理论模型, 并基于激光与靶丸相互作用物理过程的分析, 对焦斑尺寸、附加球面波曲率半径等参数随时间的变化规律进行了数值模拟和分析. 结果表明, 本文提出的快速变焦方案可有效地实现对焦斑与靶丸半径比的实时控制, 且对空间滤波器滤波效果及三倍频转换效率并无明显影响.     

靶球压缩二维数值模拟比对研究

利用轴对称二维数值模拟程序Ｌａｒｅｄ－Ⅰ,对两端单环激光入射产生的辐射场驱动下的靶球进行了数值模拟,给出了靶球二维变形的计算结果。随着入射激光焦斑位置的改变,辐射场在靶球表面的温度分布随之相应改变,驱动靶球内爆压缩氘气区分别成为铁饼形、香肠形或球形。将数值模拟结果与美国ＬＬＮＬ实验室的实验结果及其Ｌａｓｎｅｘ程序的数值模拟结果进行了比对,得到了定性上完全相同的结论和接近的数值结果。从数值模拟结果可以看出,在单环入射的情况下,尚无法消除辐射场的高阶不对称性,无法满足球形对称均匀压缩的要求。     

球形黑腔辐射输运问题的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟六孔球形黑腔中的辐射输运, 研究靶球辐照均匀性问题. 对于几何结构简单的解析模型, 研究了不同黑腔靶球半径比的靶球辐照均匀性变化规律, 得出的结论与解析的“视因子”方法给出的一致. 对于几何结构复杂的黑腔模型, 如放置有挡板的模型, 解析方法计算困难, 但利用蒙特卡罗方法仍然能够准确模拟计算. 不同挡板大小的理论模型计算结果表明, 挡板对X光输运到靶球表面的分布状况有明显的影响, 如果设置得当则可以提高X光利用效率并显著改善靶球辐照均匀性, 否则可能严重破坏靶球辐照均匀性. 因此, 黑腔中的挡板位置及大小需要精心设计. 应用表明, 蒙特卡罗方法对于具有复杂结构的黑腔辐射输运问题具有很好的适应性.     

光脉冲宽度达到阿秒

世界上最短的光脉冲已从飞秒 (10 -15ｓ)进入阿秒量级 (10 -18ｓ) .10名科学家组成的国际性小组宣布 ,他们已经产生并测量到单个的 6 5 0ａｓ脉宽的软Ｘ射线脉冲 .这些科学家来自奥地利的维也纳技术大学、加拿大渥太华的国家研究中心和德国的伯来菲尔德大学 .他们发展的实验工具和技术可以进行原子和分子中束缚电子动力学的阿秒分辨率光谱研究 .该科学家小组用 75 0ｎｍ波长、7ｆｓ脉宽、中心强度为 9× 10 14 Ｗ ｃｍ2 的激光照射氖气 ,产生一系列极紫外和软Ｘ射线区的高次谐波 (波长可达 14ｎｍ) .使软Ｘ射线与可见光共线并通过锆带通滤波…     

电偶极振子电场的图示(续)

6　电偶极振子的Ｅｃ 线图图 2中Ｆ(ｒ,π/2 ,ｔ)图线的零点 ,极值点、拐点等反映了什么 ?为说明这些问题我们需先作电偶极振子的Ｅｃ 线图 .在 φ =φ0 (定值 )的平面内 ,Ｅｃ 线满足的微分方程是ｄｒＥｃｒ=ｒｄθＥｃθ将式 ( 4)代入上式 ,消去相同因子 ,得ｄｒ2ｃｏｓθ=ｒｄθｓｉｎθ即 ｄｒｒ =2 ｃｏｓθｄθｓｉｎθ =ｄ(ｓｉｎ2 θ)ｓｉｎ2 θ解上式得 1ｒｓｉｎ2 θ=恒量 ( 1 4′)或　Ｇ(ｒ,θ) =1ｋｒｓｉｎ2 θ=Ｋ(恒量 )　　 ( 1 4 )式 ( 1 4 )中ｋ仍为 ｗｃ,值得注意Ｅｃ 线形状不随时间变化 .用类似于求Ｅ线的作图法画出Ｅ…     

激光等离子体衰减系数的测量

利用“星光”激光装置的线聚焦激光束辐照碳铝组合靶，形成Ｘ光点源及铝等离子体的衰减区。用带时间分辨的平场光栅谱仪测量由碳等离子体发射的Ｘ射线在穿过长为３ｍｍ的铝等离子体后强度随时间的变化。测量结果表明该方法用于激光等离子体衰减系数测量是可行的。     

核金字塔

通常物理学家们都把原子核的形状想象成一个有点像球形的水滴状 ,但原子的形状却有多种多样 ,例如氨ＮＨ4 分子就是一个尖尖的金字塔形 ,那么原子核为什么就不能构成金字塔形呢 ?当然这个问题的关键是要考虑作用于核子间的核力的性质 .从化学构象的角度来看 ,作用于原子间的范德瓦尔斯力、共价键或氢键等都是一种长程力 ,但作用于核子间的核力却是一种短程力 ,它的力程只有一个核子大小的距离 .最近法国ＬｏｕｉｓＰａｓｔｅｕｒ大学与波兰ＭａｒｉｅＣｕｒｉｅ大学的研究者们首先考虑原子核在具有金字塔、立方体和八面体结构时的稳定性问题…     

第17届国际拉曼光谱学会议简讯

国际拉曼光谱学大会 (ＴｈｅｌｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒ ｅｎｃｅｏｎＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ,ＩＣＯＲＳ)是有关拉曼光谱学的跨学科的两年一届的系列大会 .第 17届国际拉曼光谱学大会 (ＩＣＯＲＳ 2 0 0 0 )由北京大学和中国物理学会联合主办 ,这是该大会第一次在中国大陆召开 .大会由周光召和陈佳洱、许智宏院士分别任顾问委员会正、副主席 ,吴大猷和黄昆、吴征铠先生分任学术顾问委员会名誉主席和主席、副主席 .由国际执委会选举产生的大会主席张树霖教授兼任组委会主席 .大会已于 2 0 0 0年 8月 2 0— 2 5日…     

激光聚变爆推靶内爆区空间分布的测量

采用具有高空间分辨本领的Fresnel波带板编码成象技术对爆推靶内爆区发射的α粒子进行成象,在最近的“神光Ⅱ”(SGⅡ)上实验中获得了爆推靶内爆区的空间分布、大小、压缩比等重要信息.Fresnel波带板编码成象技术的空间分辨率好于10μm.实验测得内爆区大小约为初始靶直径的13—16,而内爆区的半高宽约为初始靶直径的15—19.由内爆区尺寸估算出的中子产额在误差范围内与实验结果相符 关键词： 惯性约束核聚变 内爆压缩 编码成象     

实验室虹霓复现及仿真叠加装置

虹和霓是太阳光在雨后天空中的大量小水滴中发生折射与反射后形成的现象,具有重要的研究意义.本论文用直径合适且相等的实心匀质透明球代替水滴,用复色光源以合适的角度与距离照射,使虹、霓现象复现.在此基础上分别进行了单球、双球复现虹霓现象及多球实现虹霓叠加的实验,利用光谱分析技术测量复现出的虹霓光谱.本文所设计的装置集现象演示与参数测量于一体,在光学实验教学和科普教育中具有重要的实际应用价值.