提高X光激光相干性的镶嵌靶的研究

 在以锗等离子体为增益介质的X光激光实验研究中，使用铜锗镶嵌靶可以获得一维横向宽度很窄的柱状等离子体，这有利于X光激光的单横模输出。本文对铜锗镶嵌靶进行了实验研究。     

提高X光激光相干性的镶嵌靶的研究

在以锗等离子体为增益介质的X光激光实验研究中,使用铜锗镶嵌靶可以获得一维横向宽度很窄的柱状等离子体,这有利于X光激光的单横模输出。本文对铜锗镶嵌靶进行了实验研究。     

模拟 ps激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps,波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明,在临界面附近可以产生高达60 cm ^-1的增益,还计算了X光激光在等离子体中的传播,计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。     

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。     

模拟ps激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps,波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明,在临界面附近可以产生高达60 cm-1的增益,还计算了X光激光在等离子体中的传播,计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。     

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。     

类氖锗X光激光增益实验

本文介绍了在LF-12激光器上进行的类氖锗X光激光增益实验。当泵浦激光波长为1.053μm,脉宽为1.1～1.4ns、能量为550～650J、线聚焦焦斑为185μm×20mm时,使用片状锗靶测量波长为19.61、23.22、23.63、24.73及28.65nm的五条激光跃迁线的增益分别为3.06、3.99、3.72、2.36及4.59cm^(-1)。实验给出了关于柱形等离子体激光介质发射区厚度及软X射线激光发射角的实验数据。实验也给出了软X射线激光强度随泵浦激光功率密度变化的讯息。最后分析了由薄膜锗X光激光靶进行的增益实验中未看到激光增益线的原因。     

用类氖锗X光激光实验检验理论模拟

 介绍了用国内1ns长脉冲和国外多脉冲驱动的类氖锗的实验数据检验X光激光的理论模拟程序系列的工作。在长脉冲驱动时，对波长19.6，23.2和23.6nm三条激光线，理论模拟与实验数据基本符合。在多个短脉冲驱动时，除了与严重过电离的复合等离子体有关的实验外，理论模拟与实验也基本符合。为今后设计激光聚变等离子体诊断所需类氖锗X光激光光源工作打下了基础。     

X光激光薄膜锗靶的制备

 介绍了X光激光薄膜锗靶的制备工艺，在厚度为90nm的formvar膜上，采用磁控溅射技术沉积30~60nm厚的锗膜。对锗膜的应力进行了初步的测试与分析，制得的薄膜经干涉仪测量符合要求。     

反射镜多靶串接增益饱和软X光激光实验

利用Mo/Si多层膜软X光反射镜实现了类氖锗软X光激光的双程放大,在顺接双靶总长28mm时,加与不加反射镜相比,软X光激光输出强度增强了40倍左右,已接近饱和;光束发散角减小,增益区厚度变薄,光束的空间相干性改善。当串接四靶总长为56mm时,加与不加反射的软X光激光输出强度没有明显的差异,表明已达到深度的增益饱和。     

用类氖锗X光激光实验检验理论模拟

介绍了用国内1ns长脉冲和国外多脉冲驱动的类氖锗的实验数据检验X光激光的理论模拟程序系列的工作。在长脉冲驱动时,对波长19.6,23.2和23.6nm三条激光线,理论模拟与实验数据基本符合。在多个短脉冲驱动时,除了与严重过电离的复合等离子体有关的实验外,理论模拟与实验也基本符合。为今后设计激光聚变等离子体诊断所需类氖锗X光激光光源工作打下了基础。     

X光激光薄膜锗靶的制备

介绍了X光激光薄膜锗靶的制备工艺,在厚度为90nm的formvar膜上,采用磁控溅射技术沉积30~60nm厚的锗膜。对锗膜的应力进行了初步的测试与分析,制得的薄膜经干涉仪测量符合要求。     

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     

X光激光研究中的等离子体状态诊断

在预作X光激光增益介质的中Z靶(象锗靶)中均匀掺人少量的低Z元素(象铝),利用后者的类氦谱线强度比确定了等离子体状态;同时还在PLTE近似下由锗线的强度比确定了等离子体状态,二者基本吻合。     

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     

线状锗等离子体空间分布特性实验研究

在电子碰撞激发类Ne锗X光激光实验的基础上,对线状等离子体空间分布特性进行定量测量和分析。首次给出了线状等离子体分布尺度,同时也研究了不同的激光参数和靶结构对等离子体状态的影响。     

线状锗等离子体X射线线谱的时间分辨测量

用自行研制的X射线条纹晶体谱仪首次测量了线状锗等离子体的X射线时间分辨谱。给出了类Ne-锗L线共振线的时间演化过程,并用类Ne-锗L线共振线与其双电子俘获伴线的相对强度比粗估了锗等离子体的电子温度及其随时间的变化,实验给出了X光激光增益区介质的电子温度为400～760eV,同时给出了电子温度保持相对恒定的时间不小于90ps(电子温度变化小于2％)。     

“多靶串接”饱和增益软X光激光实验研究

采用“多靶串接”设计,利用强度为0.8×10~(13)～1.0×10~(13)W/cm~2,波长为1.05μm,脉宽约1ns的两路钕玻璃激光线聚焦辐照四块串接的平面厚锗靶,观察到波长为23.2和23.6nm的接近饱和的类Ne锗软X光激光输出。当总靶长为5.6cm时,这两种波长的软X光激光输出的GL值都达到16左右,沿靶法线和靶平面方向的发散角都只有3～4mrad。     

19.6nm波长类氖锗X光激光光源理论模拟

波长19.6nm的类氖锗X光激光适合作为诊断激光等离子体界面不稳定性的光源。用经过实验检验的系列程序对预-主短脉冲驱动类氖锗进行了系统的优化设计和理论分析。采用2%~3%的预脉冲强度,6~8ns的预-主脉冲时间间隔,在4×1013W/cm2功率密度驱动下, 波长19.6nm增益区的宽度可以超过60μm,增益区的维持时间可以达到90ps。对于16mm长的平板靶,增益系数可达11.8/cm;弯曲靶增益系数可达13.3/cm;单靶小增益长度积可达21.3,单靶就可以获得饱和增益。采用双靶对接,其小讯号增益可达38.4,可以获得深度饱和增益,能满足应用演示所需的X光激光光源。     

共振线俘获对碰撞激发X光激光增益特性的影响

 以类氖-锗离子为例,用逃逸概率方法研究了共振线俘获效应对电子碰撞激发X光激光增益特性的影响。对波长为19.6nm,23.2nm和23.6nm等三条激光线,讨论了增益特性对增益区宽度ΔR和介质速度梯度dV/dZ的依赖关系.