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     

快响应化学气相沉积金刚石软X射线探测器的研制

利用高品质化学气相沉积(CVD)金刚石,采用微带线结构研制了CVD金刚石软X射线探测器。利用脉宽为10 ps的激光器进行了探测器响应时间的测量,获得半宽度为115 ps的信号,经过计算得到CVD金刚石探测器的上升时间为49 ps。在激光原型装置实验中,通过与软X射线能谱仪测量结果的相互比对,证实所研制的CVD金刚石探测器是一种响应时间快、信噪比高、性能可靠的软X射线探测器。     

激发态之间的电离与复合过程对类氖锗19.6nm X射线激光增益系数的影响

考察了激发态之间的电离与复合过程对等离子体状态的影响,并对其原因进行了细致的分析,分别考察了对1.0ns,100ps和5ps激光驱动的类氖锗19.6nm Ｘ射线激光增益系数的影响.研究表明,对于5ps激光驱动的瞬态机理X射线激光来讲,因增益区处在高密度区,所以,激发态之间的电离与复合过程对X射线激光将不可以忽略.对于1.0ns和100ps激光驱动的亚稳态机理X射线激光来讲,在电子密度小于等于5×10²⁰cm^－3的区域,忽略激发态之间的电离与复合使增益的时间半高全 关键词： X射线激光 矩阵分块法 类氖锗 双电子激发态     

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。     

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.     

ICF实验软X射线能谱仪对辐射能流时间关联测量的时标系统

介绍了时标系统的构成、原理和数据处理方法,并对时间关联的不确定度进行了分析.该时标系统成功将软X射线能谱仪 自身多个探测通道的信号以及三台不同位置处的谱仪的时间信号关联起来,关联精度约为70 ps.在神光III原型激光装置上进行的实验中用软X射线能谱仪从不同方向测得辐射源和辐射输运管末端口辐射能流随时间的演化曲线,反映了输运管内热波沿轴向传输以及软X射线辐射流衰减的物理过程.     

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.     

化学气相沉积金刚石探测器测量辐射驱动内爆的硬X射线

金刚石探测器具有响应快、灵敏度高、动态范围大、平响应、击穿电压高、抗辐射等优点, 广泛运用于X射线测量. 利用化学气相沉积方法制备的光学级金刚石, 采用金属-金刚石-金属结构研制了X射线金刚石探测器. 在8ps激光器上的探测器响应性能考核表明, 整个探测器系统的响应时间为444 ps, 上升时间为175 ps, 载流子寿命为285 ps. 将探测器应用于神光Ⅲ原型装置的内爆物理实验硬X射线测量, 分别测量得到以注入黑腔的激光转化为主和靶丸内爆产生为主的硬X射线能流, 测得的峰值信号分别正比于激光总能量和反比于靶丸CH层厚度. 关键词： CVD金刚石探测器 硬X射线 激光能量     

激光线聚焦产生的等离子体特性

一、引言随着激光产生的线状等离子体作为增益介质的X射线激光研究得到初步成功并为今后真正高强度相干X射线激光输出作准备。近几年来,利用各种探测工具对线状等离子体介质特性开展了广泛的研究。文献[1]利用光探针专门对不同时刻(50-500ps)下的等离子体性质进行诊断,发现等离子体在膨胀时,会出现许多细丝结构且这种结构随时间推移而更加显著。又从X光针孔像中发现激光等离子体的X射线(LPX)发射区也极不均匀。在文献[2]的实验     

化学气相沉积金刚石探测器测量软X射线能谱

金刚石具备高热导率、高电阻率、高击穿电场、大的禁带宽度、介电系数小、载流子迁移率高以及抗辐射能力强等特性,可作为已应用于惯性约束聚变(ICF)实验X射线测量的硅与X射线二极管的较好替代品.随着化学气相沉积(CVD)技术的发展,CVD金刚石受到人们越来越多的关注.文中利用拉曼谱仪和X射线衍射仪对1mm×1mm×2mm,1mm×1mm×3mm两种规格CVD金刚石完成品质检测后,完成了CVD金刚石X射线探测器的集成制作,并在8ps激光器和神光III原型装置上开展了探测器时间特性等性能研究.实验结果表明,整个探测器系统前沿响应时间可达60ps,半高全宽可达120ps,与X射线二极管探测系统时间特性一致.在神光Ⅲ原型装置实验中,没有观察到探测器对3ω0激光的响应,说明探测器具有好的抗干扰能力.其测得的温度曲线与软X射线能谱仪测量结果一致,实现了X射线能谱测量的初步应用.     

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     

软X射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布

利用脉宽约为50ps的类镍银139nm软X射线激光作为探针,探测由脉宽80ps的驱动激光打C8H8靶产生的等离子体在1ns后的电子密度分布信息,获得了清晰的莫尔条纹图像.对结果的处理,给出了峰值电子密度为11×1021cm-3,并对在靶面附近莫尔条纹的消失现象作了初步解释 关键词： 软X射线激光探针 莫尔条纹 等离子体电子密度     

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％)。     

激光辐射半圆柱凹槽靶产生等离子体特点

在利用激光产生的等离子体作为增益介质,实现X射线激光器的研究中,等离子体的密度分布形状及其时间演化起着重要作用,它不仅决定了等离子体中的原子分子过程,还决定了X射线的传输特性。在一般的软X射线自发辐射放大的实验里,如线聚焦激光辐照薄箔实验,在脉宽为数十微微秒,功率密度约为10~(14)W/cm~2的高功率激光照射下,产生的靶等离     

上升时间为170微微秒的X射线倍增器

一、前言 在激光等离子体物理的实验研究中,需要高时间分辨测量等离子体辐射的X射线的特征,以获得有关激光与物质相互作用物理过程的重要信息。X射线扫描相机是进行这种测量的最理想的设备,美国Livermore实验室使用的X射线扫描相机的时间分辨本领为15ps。     

X射线条纹相机紫外光时标研究

 报导了一种采用超短紫外光脉冲作为X 射线条纹相机时标系统的方法。时标光脉冲来自用多模石英光纤耦合的波长为1.06μm 四倍频超短紫外光脉冲激光系统。时标光脉冲与打靶产生的X 射线均被X 射线条纹相机接收, 以用来测定激光打靶时X 射线产生的相对时间关系或相机之间同步的时间关系。实验得到通过光纤引导的时标光脉冲宽度约为30ps。     

高增益复合泵浦O^＋7X射线激光的理论研究

用一维流体力学程序MEDUSA耦合原子物理程序NIMP,对超短脉冲激光辐照Mylar纤维靶和平面靶产生复合泵浦O~(17)X射线激光的物理过程进行了理论研究,探讨了利用VULCAN激光装置的CPA皮秒脉冲光束进行饱和增益实验的可行性.结果表明,超短脉冲辐照激光靶可能是产生饱和增益的复合泵浦X射线激光的一条有效途径.     

类氖锗软X射线激光输出达到深度饱和

在国家“863”计划激光技术领域专家委员会的支持下,1992年9月,中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所、北京应用物理与计算数学研究所成功地进行了新的一轮四靶串接加反射镜X射线激光实验.波长为23.2和23.6nm两条激光线的有效增益长度积GL达17.5,创世界最高纪录,表明我国 X射线激光技术研究走在世界前列. 实验用我国的“神光”装置作驱动源,在上一轮四靶串接X射线激光实验成功的基础上,把X射线多层膜反射镜放置在四靶的西侧,距靶端3cm处,使由南路激光辐照的一、二靶产生的X射线激光实现了双程放大、经双程放大的X射线.激光输出强度…     

一种用于软X射线激光去相干的单玻璃管光学透镜设计

激光具有亮度高、单色性好、高相干性及方向性好的优势,然而在激光成像、激光加工等场景只想利用其高亮度或高单色性,高相干性导致的干涉效应会影响和限制其应用效果.通过模拟计算的方法,设计了一种针对软X射线激光去相干的新型单玻璃管光学透镜.模拟结果显示,针对波长为10 nm、束腰半径为1.25 mm的软X射线激光光束,透镜入口端内直径5 mm、出口端内直径0.6 mm、长度15 cm的单玻璃管光学透镜在有效降低软X射线激光光束相干度的同时,在出口处获得了发散度为30—50 mrad的出射光束,相应的传输效率为78%,光强增益为52.74.针对波长不低于1 nm的激光光束,该型号的单玻璃管光学透镜能够将光束的传输效率保持在30%以上.本文还探讨了入射光能量和透镜长度对器件传输结果的影响.结果表明,根据全反射原理设计的单玻璃管光学透镜能够满足极紫外到X射线波长范围内激光去相干的应用需求,在X射线激光成像、激光加工等方面具有广泛的应用前景.