毛细管放电激励软x射线激光的产生时间

利用x射线二极管(XRD)，实验上测量了毛细管放电激励下类氖氩469nm软x射线激光的尖 峰信号. 改变毛细管的充气气压和主脉冲放电电流，研究了激光尖峰的产生时间随实验参数 的变化情况. 实验结果表明，激光产生于主脉冲电流波形的前沿，此时的主脉冲电流是其峰 值的65%—75%. 增加毛细管充气气压或者减小主脉冲峰值电流，激光的产生时间将会稍有延 迟. 同时改变毛细管充气气压时，激光尖峰信号在42Pa存在最大值. 关键词： 毛细管放电 软x射线激光 激光产生时间     

激励软X光激光的毛细管预-主脉冲放电装置

 介绍了主脉冲和预脉冲的产生电路、预-主脉冲延时触发的方案以及对预-主脉冲的联调结果。毛细管放电X光激光装置经改造后，抑制了原有电流幅值过大的预脉冲，外加预脉冲发生器可以提供幅值几十A的预脉冲。预 主脉冲的联调结果表明，预脉冲的电流为20A，主脉冲的第一个峰的峰值电流为40.1kA，前沿为26.6ns，脉宽38ns，预-主脉冲之间的触发延时在3～50μs之间可调。     

激励软X光激光的毛细管预-主脉冲放电装置

介绍了主脉冲和预脉冲的产生电路、预-主脉冲延时触发的方案以及对预-主脉冲的联调结果。毛细管放电X光激光装置经改造后,抑制了原有电流幅值过大的预脉冲,外加预脉冲发生器可以提供幅值几十A的预脉冲。预 主脉冲的联调结果表明,预脉冲的电流为20A,主脉冲的第一个峰的峰值电流为40.1kA,前沿为26.6ns,脉宽38ns,预-主脉冲之间的触发延时在3～50μs之间可调。     

放电参数对毛细管放电泵浦的软X射线激光的影响

 以哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室中的Marx发生器的放电脉冲波形为基础,理论上模拟计算了在不同放电参数下充氩气的毛细管放电产生的等离子体状态和类氖氩离子3p_3s跃迁线的增益系数的时空演变过程。中心模型中,选取内径为3.1 mm 的陶瓷毛细管并充入初始密度为1.07×10^-6g·cm^-3的氩气,电流脉冲峰值为27.81 kA,脉冲宽度为61.4 ns。改变放电参数进行模拟,结果表明：上升前沿越陡,则增益系数越大,电流脉冲上升时间在20~40 ns,电流峰值在25~40 kA,电流脉冲宽度在50~70 ns范围内,毛细管放电产生的等离子体状态比较理想,可获得较高的增益系数。     

放电参数对毛细管放电泵浦的软X射线激光的影响

以哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室中的Marx发生器的放电脉冲波形为基础,理论上模拟计算了在不同放电参数下充氩气的毛细管放电产生的等离子体状态和类氖氩离子3p_3s跃迁线的增益系数的时空演变过程。中心模型中,选取内径为3.1 mm 的陶瓷毛细管并充入初始密度为1.07×10-6g·cm-3的氩气,电流脉冲峰值为27.81 kA,脉冲宽度为61.4 ns。改变放电参数进行模拟,结果表明：上升前沿越陡,则增益系数越大,电流脉冲上升时间在20~40 ns,电流峰值在25~40 kA,电流脉冲宽度在50~70 ns范围内,毛细管放电产生的等离子体状态比较理想,可获得较高的增益系数。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

 针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题，提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲，再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器，产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A，持续时间约17μs的方波预脉冲电流，来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题，提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲，再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器，产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A，持续时间约17μs的方波预脉冲电流，来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题,提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲,再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器,产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A,持续时间约17μs的方波预脉冲电流,来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

毛细管放电X光激光中的预脉冲研究

 为研究毛细管放电X光激光中预脉冲放电对增益的影响，用简化的XDCH程序，模拟计算了聚乙烯毛细管充Ar气、2μs脉宽的预脉冲放电过程，把预放电之后的等离子体温度、密度和电离度作为初始条件，输入XDCH程序，进行40kA典型主脉冲放电的计算模拟，给出了一些典型预放电幅度下的增益和电子密度分布情况。比较分析的结果发现，对2μs脉宽的预脉冲，100A的电流将得到较好的增益，并且预言激光线时间谱可能出现双峰结构，空间谱会出现环状结构。     

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...     

激励类氖氩软X射线激光的最佳放电电流波形

为了提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的强度,研究了主脉冲电流波形对等离子体Z箍缩过程、激光的产生时间及激光强度的影响。通过改变主开关导通电感,实现了对主脉冲电流上升沿的改变。随着电流上升沿的增加,激光尖峰幅值减小,激光产生时间增加。实验进一步研究了平均电流变化率对激光强度的影响:在毛细管内径3 mm、管内初始气压30 Pa的情况下,产生46.9 nm激光的最佳平均电流变化率约为7.0×1011 A/s。     

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。     

毛细管放电类氖氩X光激光中的准稳态增益

 利用与全时间相关速率方程组相耦合的一维辐射磁流体力学程序，对类氖氩毛细管放电产生X光激光全过程进行了数值模拟，并根据模拟结果，深入细致地分析了产生46.9nm激光线的增益过程，指出其较高的增益来自类Ne离子的高布居和电子温度密度瞬变，这与稳态时的低增益情况很不一样，通过原子动力学层次的分析，对实验提出了一些有益的建议。     

毛细管放电类氖氩69.8nm激光增益特性研究

建立了计算69.8nm激光增益系数的理论模型,根据实验参数,计算了在主脉冲电流为12 kA时,69.8nm激光增益系数最大值为0.32 cm~(-1).理论模拟了不同初始气压下增益系数在毛细管径向上的分布情况.对理论结果的分析表明,最佳的初始气压在12—14 Pa范围内,此时69.8nm激光增益系数的极值最大.实验上,利用毛细管放电装置和罗兰光谱仪,测量了不同气压下的69.8nm激光强度,实验确定的最佳气压为16 Pa,与理论结果相近.此外,实验测量的增益系数(0.4 cm~(-1))略高于理论计算的增益系数(0.32 cm~(-1)).     

高功率密度软X射线在X光导管中传输效率测量

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线（6×106～1.5×107 W/cm2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1.2×107 W/cm7时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16.3%。在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚束透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2.1×109 W/cm2的宽能带的软X光源。