激光-纳米丝靶相互作用过程中超热电子的加热机理研究

超热电子的产生及其转化效率是快点火中的重要研究内容,也是优化快点火中的激光等离子体参数、降低对点火脉冲能量需求等方面的重要依据．纳米丝靶是提高激光一超热电子转化效率的一种有效途径,为了进一步理解激光．纳米丝靶相互作用中超热电子的产生过程以及加热方式,本文应用二维PIC（Flips2D）程序进行了相关的数值模拟．通过研究电子在丝靶中的运动轨迹发现了远离互作用面的冷电子通过回流的方式向互作用面运动,然后在互作用面附近与激光场相互作用被加热;研究了单个激光周期内电子密度和电子能量密度的变化,确定了反向运动的电子的能量要远小于前向运动的电子能量,确定了反向运动的电子大部分是冷电子的回流;通过研究场与电子空间位置随时间变化的关系,确定了丝靶中超热电子的加热机理为J×B机理．     

对超热电子诱生的磁场分布的估算

利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到10³A量级),环形磁场才可以达到10²T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场极小. 关键词： 磁场 超热电子     

对超热电子诱生的磁场分布的估算

利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到kA量级),环形磁场才可以达到10²T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场则极小 关键词： 磁场 超热电子     

HL-1M装置电子回旋加热过程中的超热电子测量

在HL-1M托卡马克上进行的电子圆旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中。产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15～150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30～60keV范围内。中能X射线辐射强度测量结果证实,等离子体对电子圆麓波的吸收是定域性的。在超热电子对MHD的相互作用中,主要的m／n=2/1模没有增强或抑制现象。     

BrCN分子的电子碰撞离子对解离

离子对解离是一类重要的分子过程,常发生于分子被激发到超激发态. 与光激发的离子对解离实验研究不同,电子碰撞的相关过程研究尚存在实验挑战,特别是在测定其阈值方面. 本文报道了相关的利用单色化电子碰撞分子的实验研究进展. 以BrCN→Br^-+CN⁺离子对解离为例,根据CN⁺离子出现能测定其解离阈值为13.78 eV,同时在16.09 eV获得了CN⁺离子的时间切片速度影像且显示出动量分布的各向异性.     

类铍离子的电子碰撞电离

用Ｒ－矩阵方法计算了类铍离子Ｎ~（３＋）及Ｏ~（４＋）的电子碰撞电离截面，并讨论了组态１ｓ~２２Ｐｎｌ引起的共振以及一个２ｓ电子被激发到２ｐ轨道同时另一个被电离的截面对总截面的影响，计算结果表明与Ｊａｋｕｂｏｗｉｃｚ的密耦近似结果相一致。     

金锥对靶背向超热电子分布的影响

 采用20 TW啁啾脉冲放大的ps激光辐照金锥靶和平面靶,对靶背向产生的超热电子角分布和能谱进行了实验研究。结果表明:金锥对超热电子的产生具有重要的影响。与平面靶情况相比,锥形靶靶背向产生的超热电子数量增加,电子能量为2.0~2.5 MeV的超热电子数目有大幅度增长;锥形靶背向超热电子的空间发散角大于平面靶,这是由于啁啾脉冲放大激光所固有的较高脉冲前沿产生的预等离子体造成的影响。     

热电子,双离子成分对离子漂移回旋不稳定性的影响

分析了热电子、温离子成分对离子漂移回旋不稳定性的影响，给出了临界稳定热电子成分值α与温离子成分值班出子温度比和离子抗磁漂移速度的关系；讨论了热电子、温、冷离子成分对不稳定性各谐频分支的影响；分析了热电子成分稳定作用的物理机制。     

激光入射角对靶面方向超热电子发射的影响

实验研究了超短超强激光脉冲与薄膜靶相互作用中产生的超热电子角分布随激光入射角的变化.在靶面方向观测到一束方向性很好的高能超热电子.该高能超热电子束的电子数目随着激光入射角的增大而增大.对结果的分析表明，表面准静态磁场是导致表面电子产生的主要原因. 关键词： 超热电子 表面准静态磁场 超强激光脉冲与等离子体相互作用     

超热电子产生Kα辐射的参数影响

超短超强激光与固体靶相互作用,可以产生大量的Kα特征谱线发射。这种Kα线光源在背光照相、医学成像和超快诊断等方面具有显著优势。为了寻求获得Kα线高产额的方法,利用ITS蒙卡模拟程序,对超短超强激光产生的超热电子在固体靶中产生的Kα线发射进行了模拟。系统研究了Kα线发射强度随出射角度、靶厚度和超热电子温度等参数的变化情况。研究发现在恒定的激光功率密度或超热电子温度下,存在最佳的靶厚度,使得Kα线光子产额最大,并用模拟结果对已有实验数据进行了解释。     

黑腔靶中超热电子特性研究

近几年来,在“神光”装置上进行了1.053μm激光与平面靶及一系列柱形黑腔靶相互作用实验。用一台多道滤波—荧光X光能谱仪(FFS)测得各种靶发射的超热X射线谱,由谱推导超热电子温度T_h和超热电子总能量E_h当照射靶单束激光能量E_(tar)为400～670J、脉宽τ=650～1150ps时,发现黑腔内明显存在两群服从Maxwell分布高能电子(T_h=35～45keV;T_(hh)=150～350kev),而且E_(he)占E_(tar)的份额为10％～12％。实验还表明:腔内的E_(he)与非线性过程特征量(SRS)有较好的线性关系,因此推断出腔内超热电子产生的主要机制是受激Raman散射。在相同照射条件下,黑腔靶产生的超热电子比平面靶严重。     

空腔靶超热电子实验研究

本文介绍了激光与空腔靶、平面靶相互作用时，利用多道高能X射线滤波-荧光谱仪(FF谱仪)、高能X射线角分布探测器以及激光功率能量计，对等离子体发射的超热X射线和受激喇曼散射光进行测量的情况；给出了不同实验条件下典型的超热X射线能谱、角分布、超热电子温度Th以及受激喇曼散射光能量ESRS，对实验结果作了分析和讨论。     

磁聚焦问题中电子轨道的计算机模拟

不少普通物理教材对磁聚焦都有介绍,但只提供静态图片,本文建立了电子在匀强磁场中的轨道方程,并采用计算机动态模拟电子轨道,演示磁聚焦过程及图象,方便教师讲解,有利学生掌握。     

导带电子的光吸收及其对材料破坏过程的影响

计算了可见光和紫外光激光照射下声子和电子-空穴散射参与的导带电子的单光子吸收和双 光子吸收速率,讨论了非线性吸收和空穴散射参与的吸收对材料损伤过程的影响.结果表明 ,这两种过程使导带电子吸收光子的速率提高一倍以上,材料发生非热致损伤的临界强度降低约1/3.雪崩速率不仅含激光强度的线性项,还包含了激光强度的二次项和激光强度与空穴 浓度的乘积项.理论给出的损伤阈值也有一定程度的减小. 关键词： 石英玻璃 双光子吸收 单光子吸收 损伤机理     

自由电子涨落对光电截面阈值的影响

基于含温有界相对论Hartree-Fock-Slater自洽场平均原子模型,运用巨正则系综理论和最大熵原理,研究了热动平衡等离子体内自由电子涨落对离子能级的影响,比较细致地计算了热等离子体内光电截面阈值的变化情况. 关键词：     

非定常尾迹对气膜冷却影响的数值研究

利用数值计算的方法研究了非定常尾迹对动叶气膜冷却效率的影响。在动叶叶片上开有5个气膜孔,重点研究了非定常尾迹对压力面第二个、吸力面第一个气膜孔周围的流场和温度场的影响。发现尾迹会使冷却气流的流向发生很大的改变,甚至发生"分流"、"逆流"的现象,这一点既和尾迹形成的低速区有关,也和气膜孔的位置有关。     

循环床内气固两相流中稠密颗粒间碰撞的数值模拟

循环床内部的流动属于复杂不均匀的稠密气固两相流，稠密颗粒间的相互作用是影响颗粒运动和浓度分布的不可忽视的重要因素。本文采用直接模拟Monte－Carlo算法（DSMC算法）来模拟颗粒间的相互碰撞过程，并与随机轨道模型结合起来综合考虑湍流和颗粒碰撞对颗粒运动和浓度分布的影响，模拟结果预报了床内分层流动结构和颗粒在稀相区的不均匀分布，计算结果与实验定性符合。     

热电子对低频等离子体漂移波的稳定作用

本文用磁流体理论导出了热电子等离子体中,等离子体密度梯度驱动的低频漂移波的色散关系,分析了热电子的稳定作用。热电子成分稳定等离子体低频扰动的物理机制是charge uncovering效应,它只依赖于热电子同等离子体的密度比α,而不依赖于热电子的β值。热电子能降低等离子体交换模和漂移波的增长率,减少漂移波引起的等离子体反常输运损失。稳定等离子体交换模要求α≈2％,稳定等离子体漂移波要求α≈40％。理论上预示了在热电子等离子体中,等离子体漂移波是最重要的低频不稳定性。 关键词：     

巡游电子系统中电子—声子相互作用对磁性激发的影响

从Ｐｅｉｅｒｌｓ－Ｈｕｂｂａｒｄ哈密顿量出发，讨论了电子－声子相互作用对巡游电子系统磁性激发的影响。结果表明，电子－声子相互作用，不仅改变了Ｘ＾－＋（ｑ，ω）的动力学特性，而且在系统能带结构中，使两个自旋子带分裂减小，从而更有利于电子－空穴对的个别激发；另一方面，电－声子相互作用导致自旋波激发出现能隙。     

巡游电子系统中电子-声子相互作用对磁性激发的影响

从Ｐｅｉｅｔｌｓ－Ｈｕｂｂａｒｄ哈密顿量出发，讨论了电子－声子相互作用对巡游电子系统磁性激发的影响。结果表明，电子－声子相互作用，不仅改变了Ｘ^－＋（ｑ，ω）的动力学特性，而且在系统能带结构中，使两个自旋子带分裂减小，从而更有利于电子－空穴对的个别激发；另一方面，电－声子相互作用导致自旋波激发出现能隙。