CS2团簇增强的激光多价电离现象的质谱研究

利用脉宽为25ns的脉冲Nd: YAG 532 nm的激光，在8×10¹⁰W/cm²的强度下，用飞行时间质谱对CS₂的激光电离过程进行了研究.观察到了较强的C²⁺和S²⁺高价离子信号，这些高价离子C²⁺，S²⁺的最可几平动能高达144 eV，112 eV.不同进样方式，激光延迟以及束源压力的实验结果表明，这些高价离子可能来源于CS₂团簇的库仑爆炸过程.多光子电离引发，逆韧致吸收加热-电子碰撞电离模型可能是高价离子产生的机理. 关键词： 2')" href="#">CS₂ 团簇 高价离子 激光电离     

飞秒激光激发空气电离的阈值研究

报道在脉宽50fs—22ps,波长800nm脉冲激光作用下的空气电离阈值的研究结果.利用探测等离子体发光信号的方法,实验测量了激发空气电离所需的阈值激光强度.结果表明,当激光脉冲宽度从50fs增加到22ps时,阈值光强I_th从8.7×10¹⁴W/cm²下降到2.7×10¹³W/cm²;I_th经历了由迅速降低逐渐发展为缓慢降低的过程.在50fs—1p 关键词： 飞秒激光 阈值 多光子电离 碰撞电离     

355 nm激光光电离甲醛飞行时间质谱的研究

利用脉宽为5 ns脉冲Nd: YAG 355 nm激光在功率密度为10¹¹–10¹² W/cm²条件下实现了甲醛含水团簇多光子电离, 并用飞行时间质谱对其电离产物和电离过程进行了研究. 实验中观测到了甲醛的质子化团簇系列 (CH₂O)_nH⁺(n=1–4), 甲醛的去质子化团簇系列(CH₂O)_nCHO⁺ (n=1–3), 以及两个起源于H₂CO去质子和质子化的含水团簇系列HCO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5)和H₃CO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5), 并对其中的一些团簇结构构型进行了猜测. 研究在不同的激光功率密度下甲醛团簇质谱峰的变换情况, 当激光密度达到9.3× 10¹¹ W/cm², 开始出现CH₂O和H₂O本体及其光致碎片的信号, 但对应的各质量峰没有明显地分辨开, 而是以包络的形式出现, 这是激光电离产生高能离子释放的一种表现, 提出认等离子体动力学鞘层加速机制(模型)来解释高能离子形成的物理机制. 关键词： 甲醛 团簇 飞行时间质谱 激光电离     

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     

大气等离子体中氮氧化物粒子行为的数值模拟

利用一个空间零维大气等离子体模型对其中的氮氧化物在不同电离度情况下的变化规律进行了数值模拟,得到了放电后不同初始电子密度下的氮氧化物(包括NO,NO⁺,NO₂,NO₂⁺,N₂O,N₂O⁺,NO₃和N₂O₅)及影响其产消的主要反应物N和O₃的密度随时间的演化规律.结果表明,电子初始密度n_e0=10⁹ cm^-3时,NO和NO₂的去除率较高,氮氧化物总密度较小,最适合消除氮氧化物污染.同时,还对N和O₃随电离度变化的行为进行了分析. 关键词： 大气等离子体 氮氧化物 电离度 数值模拟     

μ-子催化核聚变中强脉冲激光对介原子μ3He的电离

数值求解了一维含时的Schr?dinger方程，研究了μ子催化核聚变反应中激光强度和波长对介原子μ³He电离的影响.发现当激光强度为10¹⁹—10²³W/cm²量级时，介原子μ³He有2.7%左右的电离率；当激光强度达到6.0×10²⁴W/cm²时，对介原子μ³He 有显著的电离，并且电离率随着激光的强度、波长而递增，进而会有效提高μ子的催化效率. 关键词： μ子 核聚变 激光 电离     

Au原子高Rydberg态场致电离的实验研究

利用电热法将含金物质加热,产生Au原子束,再以两束UV脉冲激光垂直照射,将处于基态的Au原子共振激发至高Rydberg态。滞后于激光脉冲200ns的高压脉冲电场(6500V/cm)加到反应区,使处于Rydberg态的Au原子电离。激光波长在一定范围内扫描,共测出了Au原子的n²D_3/2(n=18—38)和n²S_1/2(n=21—34;36—38)两通道的38条能级的位置。用参数拟合得到²D_3/2和²S_1/2两系列的极限分别为:E_D=74409.8(3)cm^-1,E_S=74410.0(2)cm^-1,计算了每条能级的量子亏损。我们的实验还证明了场电离是一种十分有效的电离手段,比用通常的激光光电离效率要高得多。这在共振电离谱学(RIS)的研究中是一种很有效的方法。 关键词：     

CH2Br2的同步辐射光电离研究:10—12eV范围内CH2Br2的振动自电离态

报道在超声射流冷却条件下用同步辐射ＶＵＶ光源研究ＣＨ₂Ｂｒ₂的振动自电离结构．根据测量的１０５—１２３ｎｍ范围内母体离子（ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺）的光电离产率曲线，获得ＣＨ₂Ｂｒ₂的绝热电离势为１０.２３±０.０１ｅＶ．ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺的最低三个电子激发态，即Ａ（²Ａ₂），Ｂ（²Ｂ₁），Ｃ（²Ａ₁）分别位于１０.７８±０.０１ｅＶ，１１.２０±０.０１ｅＶ和１１.２７±０.０１ｅＶ．在１１５.０１—１２１.１５ｎｍ范围内，观察到ＣＨ₂Ｂｒ₂自电离峰叠加在若干台阶结构上，台阶平均宽度为７１６.８±４０.０ｃｍ^-1，对应于ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺（Ｘ²Ｂ₂）中Ｂｒ-Ｃ-Ｂｒ反对称的伸缩振动（ｖ₉），所有的峰均归属为收敛于ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺（Ｘ²Ｂ₂，ｖ⁺）振动能级的ｎｓ，ｎｐ和ｎｄ自电离Ｒｙｄｂｅｒｇ态．此外，对ＣＨ₂Ｂｒ₂光解离电离产生离子型自由基ＣＨ₂Ｂｒ⁺（Ｘ）的光电离产率曲线的结构也进行了归属 关键词：     

激发态Na(3P)原子的碰撞缔合电离

用染料激光照射温度为250℃的Na蒸汽,将基态Na原子激发到3P态,两个Na(3P)原子碰撞,产生缔合电离,测量了缔合电离截面。本实验的关键是激发态原子密度及其空间分布的确定。本文用三种不同的方法测定Na(3P)原子密度,并仔细地研究了它们的空间分布;结合电离电流的测量,得到了缔合电离截面σ_Al=4.2×10^-17cm²(±36％)。与其它实验结果作了比较,并进行了讨论。 关键词：     

甲烷分子电子碰撞电离和解离的实验研究

本文利用反应显微成像技术(reaction microscope)研究了54 eV电子入射甲烷分子导致的电离解离过程,详细分析了电离解离产生的CH⁺₂,CH⁺,C⁺离子碎片的动能分布情况.实验结果表明,该入射能量下产生CH⁺₂,CH⁺,C⁺离子碎片主要贡献来自2a₁内价轨道电子的直接电离过程产生的离子态(2a< 关键词： 反应显微成像谱仪 电离解离 能量沉积 动能分布     

类锂硅离子X射线激光谱线宽度和电子密度的空间分布

通过分析类锂硅离子X射线激光谱线宽度的空间分布特性,表明斯塔克展宽是主要的展宽机制;由此得到增益介质电子密度的空间分布显示增益区电子密度约在10¹⁹/cm³左右,对应最大增益处的线宽为0.21?,电子密度为2.9×10¹⁹/cm³。 关键词：     

Nonlinear Optical Properties of Semiconductor-Doped Sol-Gel Waveguides

Thin silica-titania films doped with CdS and PbS nanocrystals have been prepared by the sol-gel route. Their nonlinear properties have been studied using the techniques of degenerated four-wave mixing and m-lines with picosecond (ps) and nanosecond laser pulses. Depending on wavelength, doping level, and laser pulse duration, high negative nonlinearity was found for CdS-doped (n₂ = -2 x 10^-8 cm² per kW) and PbS-doped films (-10^-10 to -2 x 10^-7 cm² per kW). The response time of the nonlinearity was below 35 ps. Saturation of the nonlinearity was observed. Straight, monomode channel waveguides have been fabricated on these films. The influence of MIE-scattering due to the nanoparticles is investigated.     

120TW/30fs激光产生的Al等离子体X射线发射谱分析

在SILEX激光装置上利用超强超短激光(120TW/30fs)与Al靶相互作用产生热稠密等离子体.采用类氢共振线与类氦共振线线强比诊断得到电子温度在480～670eV之间,采用类锂jkl伴线与类氦共振线强度比得到电子温度在430～610eV之间,两种诊断方法得到的结果基本一致.用类氦互组合线与类氦共振线强度比方法获得电...     

Laser-particulate interactions in a dusty RF plasma

The interaction of particulates formed in an argon RF discharge containing 1-5% CCl₂F₂ admixture with a pulsed infrared laser (Nd:YAG, intensity ~10⁹ W m^-2, pulse duration ~10^-4 s) has been studied in situ. The white light emitted during this process has been monitored as a function of time and wavelength using a fast photo diode and an optical multichannel analyser. The spectra have been fitted with blackbody curves with a standard deviation of 5%. A spectral temperature of about 3500 K has been obtained for various plasma conditions and attributed to the decomposition temperature of the particulate material. A model based on laser heating, internal heat conduction and chemical decomposition is compared with the experimental results. This model predicts the time constants for heating and decomposition of the particulates and explains the dependence of the measured emission intensity on the laser intensity     

ZBLAN玻璃中Pr3+掺杂离子3P0和1D2能级的发光特性和寿命

对ZBLAN氟锆酸盐玻璃中Pr³⁺掺杂离子³P₀和¹D₂能级的寿命和发光特性进行了较详细的光谱学研究。首先测量了两种掺杂浓度(质量分数分别为1×10^-3,5×10^-3)的Pr³⁺:ZBLAN玻璃的吸收光谱,然后运用时间分辨激光光谱技术测量了³P₀和¹D₂能级在激光单光子共振激发下的荧光发射谱和能级寿命。将不同荧光发射谱带的强度和文献报道的Judd Ofelt理论计算辐射跃迁几率数值做了比较分析,证明了文献中理论计算结果的可靠性。由于浓度猝灭效应,在相同的激发条件下,掺杂浓度为1×10^-3样品的荧光发射强度明显大于5×10^-3样品的荧光发射强度。但是从我们的测量结果看,掺杂浓度对³P₀和¹D₂ 的能级寿命值无显著影响。掺杂浓度为1×10^-3时,Pr³⁺离子³P₀和¹D₂能级的寿命值分别为46,322μ_s。     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

高准确度的钙离子光频标

近年来,冷原子技术和激光技术促进了高精度光频标的发展,有望在建立时间基准、推动基础研究和满足国家需求等方面发挥重要的作用.本文介绍了中国科学院武汉物理与数学研究所近年来在高准确度钙离子(~(40)Ca~+)光频标研究方面的进展:采用新的ULE腔系统,实现了729 nm钟跃迁激光器1—100 s的频率稳定度均优于2×10~(-15),通过对外场和环境效应的控制及克服,特别是囚禁离子运动效应的抑制,获得单个钙离子光频标的不确定度优于5.5×10~(-17);通过两台光频标的比对,测得20000 s的稳定度也进入10~(-17)量级;基于高精度钙离子光频标平台,进行了相关精密测量的工作,包括:基于全球定位系统的超高精度远程光频绝对值测量方案,第二次测量了钙离子的光频跃迁绝对值,该测量结果再次被国际时间频率咨询委员会采纳,更新了钙离子的频率推荐值;精确测量了钙离子的钟跃迁魔幻波长,由此提出新型的全光囚禁离子光频标的方法;精密测量了钙离子的亚稳态寿命等参数.以上工作推动了基于冷原子的精密测量工作.     

用Z-扫描技术研究卟啉铜偶合TiO2/SiO2有机-无机材料的非线性吸收特性

应用溶胶-凝胶技术, 成功地把5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉铜掺杂到SiO₂/TiO₂无机凝胶中, 制备成有机-无机复合材料. 采用开孔Z-扫描技术, 使用波长532 nm、脉宽7ns的YAG脉冲激光为光源, 测定了不同浓度卟啉铜掺杂的SiO₂/TiO₂凝胶Z-扫描曲线. 应用Z扫描理论对获得的曲线进行分析与理论拟合, 得到复合材料的非线性吸收系数. 这些非线性吸收是由材料中卟啉铜的单聚体与二聚体的反饱和吸收所引起. 研究表明, 随着掺杂浓度的增大, 复合材料的非线性吸收明显增强. 掺杂浓度为1.11×10^-4 (A2), 1.48×10^-4 (A3)与3.01×10^-4 mol/L (A4)凝胶的非线性吸收系数分别为1.705×10^-11, 1.892×10^-11和4.854×10^-11 m/W. 讨论了单聚体与二聚体的浓度变化对非线性吸收的影响. 随着掺杂浓度的增加, 凝胶中二聚体与多聚体含量的增加, 导致非线性吸收系数的增大. 同时测定了无机材料对该光源的抗激光损伤阈值为～5 J/cm².     

锐钛矿金红石的高温原位X射线衍射研究

对TiO₂粉末进行了空气和真空条件下从室温到1200℃的加热原位X射线衍射实验, 得到了空气和真空条件下微米级锐钛矿颗粒转变为金红石的起始温度分别为850℃ 和855℃; 分别修正了空气条件下锐钛矿在(27–850℃)范围和金红石在(900–1200℃) 范围内的晶胞参数和真空条件下锐钛矿在(27–850℃)范围和金红石在(950–1200℃) 范围的晶胞参数, 从而得到了晶胞参数随温度变化的关系, 得到了锐钛矿和金红石在空气中和真空中的热膨胀系数, 并总结了热膨胀系数随温度变化的规律. 室温下锐钛矿在空气条件下的热膨胀系数为 α_a=4.55063×10^-6/℃, α_c=7.7543×10^-6/℃, β=16.85836×10^-6/℃; 真空下为 α_a=4.69429×10^-6/℃, α_c=9.02850×10^-6/℃, β=18.69688×10^-6/℃. 室温下, 金红石在空气条件下的热膨胀系数为 α_a=6.81243×10^-6/℃, α_c=8.71644×10^-6/℃, β=22.22178×10^-6/℃; 真空条件下为 α_a=6.05834×10^-6/℃, α_c= 8.39280×10^-6/℃, β=20.52362×10^-6/℃. 关键词： 2')" href="#">TiO₂ 原位X射线衍射 相转变 热膨胀     

Soft X-ray recombination laser research at the Institute of LaserEngineering

Soft X-ray laser experiments recently carried out using the Gekko MII glass laser facility at the Institute of Laser Engineering, Osaka University, are described. Hydrogenic and lithiumlike lasing schemes in recombining plasmas were investigated using foil targets exploded with line-focused 532 nm laser radiation of approximately 100 J energy. In a preliminary study, time-integrated emissions of Balmer-α transitions in C⁸⁺ and O⁷⁺ and 5-3 transitions in Al¹⁰⁺ were found to increase nonlinearly with increasing target length, yielding gain coefficients of G=0.9 to 2.3 cm ^-1. In a subsequent, more refined study, which included time-resolved measurements, the authors obtained a gain of G=2 cm^-1 and a gain-length product GL=3 for the Balmer-α transition in F⁸⁺ at 80.9 Å