利用皮秒激光驱动瞬态X射线激光实验

由于独特的优点和广泛的应用前景，X射线激光的研究受到了很大的重视。从一开始，这类研究就是以大型激光器作为驱动源进行的，尽管取得了很大的进展，但是由于对驱动源的要求很高，使得X射线激光自身的发展和应用受到了一定的限制。在这个背景下，如何利用尺寸更小、成本更低、更容易获得的方式来驱动X射线激光成为一个重要的研究目标。迄今为止，已经发展出了毛细管放电、高次谐波、超短超强激光驱动X射线激光等多种方式。特别的，随着近些年来皮秒乃至飞秒超短超强激光技术的发展，使得利用超短超强激光驱动瞬态X射线激光成为X射线激光小型化的一个重要发展方向。     

双预脉冲驱动X射线激光实验研究

 在“星光-Ⅱ”激光装置上进行了双预脉冲驱动类氖铬X射线激光实验，介绍了实验方法和实验结果，并对结果进行了简短讨论。由于目前“星光”装置输出能量较低，所进行的双预脉冲驱动未能显著提高X射线激光强度，改变预脉冲幅度时X射线激光强度也未有显著变化。利用MED103程序进行了模拟计算，其结果与实验结果一致。     

双脉冲驱动锗薄膜靶高增益X射线激光实验

利用窄脉宽,低能量并具有一定时间间隔的两束激光脉冲驱动薄膜锗靶,获得高增益X射线激光的实验方法和结果,每束入射激光能量仅几十焦耳,脉宽100—160ps,两脉冲时间间隔35Ops,所用的靶为锗薄膜靶,其长为10mm,厚为34.0nm,实验中利用掠人射光栅谱仪观测到类氖锗3s—3PJ=0—1和J=2—1两条激光线,它们的波长分别为19.61nm和23.63nm,折射角均为12mrad,人发散用分别小于10.8mrad和17.8mrad. 关键词：     

一种激光驱动的超短X射线光源

介绍一种可产生超短脉冲的新型Ｘ射线光源。它由多碱光电阴极、金靶及铍输出窗组成，当该射线管的阴极受到强光照射时，产生光电子发射，并经电场加速后轰击金靶，产生连续谱的Ｘ射线轫致辐射，经铍窗输出。用超短的可见光脉冲驱动该光源，并借助Ｘ射线扫描相机测量了该管的Ｘ射线输出，获得了５ｐｓ的Ｘ射线脉冲，这种光源可方便地用来标定Ｘ射线扫描相机的时间分辨率，此种产生超短电子脉冲的方法可在其他方面获得应用。     

低功率密度激光驱动的类镍钽X射线激光

“水窗”附近的X射线激光对于生物全息和成像方面的研究有着独特的优点和价值，因此倍受重视。特别是波长位于“水窗”外沿的4．48nm的类镍钽X射线激光更是进行生物全息研究最合适的工具之一。但是，波长越短的激光，其产生的条件也就越苛刻。一般只有采用非常大规模的激光装置才有可能获得一定强度的输出。对于类镍钽X射线激光来说，20世纪90年代，LLNL利用数千焦耳能量的激光驱动，获得了GL≈8的输出；2002年，在“神光”-Ⅱ激光装置上利用基频、倍频联合驱动的方式，以不足400J的驱动激光，获得了GL≈5．5的好结果。但是要以同样方式获得更好的结果，却受到了器件的限制。     

X射线皮秒分幅相机在强X射线情况下的应用研究

扫描型变象管Ｘ射线皮秒分幅相机在强Ｘ射线情况下，由于空间电荷效应，像质变坏，甚至无法工作。本文简述了ＭｇＦ光阴极材料的性能。首次在Ｘ射线皮秒变象管分幅相机上的应用结果：降低了强Ｘ射线源情况下分幅管内空间电荷效应的影响，并获得了清晰的物理图像。     

基于高斯型脉冲驱动的类镍瞬态X射线激光的流体力学模型

在激光脉冲为高斯型的条件下对瞬态X射线激光的流体力学自相似模型进行了修正，并将计算结果与自相似模型解析解的结果进行了比较.研究表明，修正模型的结果比解析解更为精确，从而验证了新模型的可靠性.利用该模型对类镍钼X射线激光实验进行了优化设计，得到了优化的实验方案. 关键词： 自相似模型 高斯型脉冲 类镍钼X射线激光     

利用单飞秒激光脉冲驱动类氖钛X射线激光的研究

提出了一种利用单飞秒激光脉冲驱动类氖钛X射线激光的物理方案.利用自相似方法研究了不同脉冲前沿的单飞秒激光辐照钛平板靶产生的类氖钛X射线激光等离子体的特性,得到了电子温度、电子密度和定标长度三者的定标律,讨论了给定输入参数下各定标律曲线的特性.研究表明,利用单个飞秒激光能够实现X射线激光的产生,而且脉冲前沿强度随时间增长平缓的飞秒激光有利于驱动X射线激光.本研究为实验上实现单飞秒激光脉冲驱动X射线激光提供了一种新的方案.     

皮秒激光驱动的X射线源编码高分辨照相技术

为实现惯性约束聚变（ICF）内爆燃烧停滞阶段过程中最大压缩时刻的冷燃料面密度分布测量,设计了包含字母客体与针孔阵列的照相客体,通过同一发相同视角测量源分布与客体照相技术,首次建立了皮秒激光驱动的高能X射线源编码照相技术。通过星光III实验研究,基于W丝阵靶照相的反演图像空间分辨率5.4 μm±0.7 μm;激光到X射线（50～200 keV）的能量转换效率,W丝阵靶5.4×10?4,与传统Au单丝靶的转换效率（4.8×10?4）一致。基于源编码照相解决了传统皮秒激光背光照相中空间分辨率与光源亮度不能兼顾的困难,为强背景干扰下提供高信噪比、高分辨率的ICF靶丸压缩背光图像提供了重要照相方式。     

软X射线皮秒分幅相机实验现场应用研究

本文叙述了新研制的软X射线皮秒分幅相机用于现场实验的有关技术,解决了结构安装、抗电磁干扰、触发同步、性能测试,成象系统描准等问题,并获得两束激光对打玻璃球靶和激光与平面靶相互作用产的等离子的喷射图象。整个系统空间分辨率<20μm,时间分辨率75ps(FWHM),触发晃动(80%发次)<±30ps,图象清晰,几何畸变<±5%.     

皮秒激光瞬态受激喇曼散射的实验研究

本文采用对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器输出10ps脉冲串,经KTP非线性晶体腔外倍频,泵浦喇曼介质为二甲亚砜(DMSO)液体.实验研究了不同透镜焦长、焦点位置及不同喇曼介质氏度对瞬态受激喇曼散射的影响,获得了能量转换效率分别为45.6%和10.5%的前、后向一阶斯托克斯-喇曼散射光,并对实验结果进行了讨论.     

皮秒激光抽运高压H_2的受激拉曼散射研究

利用Nd :YAG锁模序列脉冲激光 (10 6 4nm)抽运充有高压H2 的拉曼池 ,输出光束经棱镜分光后投射在屏上 ,在可见光及近紫外光区用彩色胶卷摄得 15个受激拉曼散射光斑 ;经 1m光栅摄谱仪摄谱 ,在 36 5— 6 0 5nm波长范围内得到 6 5条受激拉曼谱线 .通过实验结果与理论计算值的比较 ,证明除了H2 的振动拉曼频移量 4 15 4 6cm- 1 外 ,还有多个振动及转动拉曼频移量共同参与作用 ,从而产生了从紫外到红外众多波长的受激拉曼散射光 .     

Feasibility of a laboratory X-ray laser pumped by ultrashort UV laser pulses

In order to allow widespread application of soft X-ray lasers there is a strong effort worldwide to use as small as possible pump lasers for plasma production. Short pulse lasers ( 1 ps), particularly in the UV, have attracted much interest, since extremely high intensities (up to 10¹⁸ W/cm²) can be achieved with a relatively high repetition rate. In this article we discuss their merit for soft X-ray laser pumping and possible solutions to the specific problems, for instance pulse front distortion, nonlinear absorption in window materials, plasma formation by short laser pulses and the relatively low total pump energy.     

皮秒级时间分辨超快高能脉冲激光光谱

介绍了一种利用光电摄谱法和条纹管相结合测量ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的方法。论述了条纹相机工作原理和平面衍射光栅的分光原理,分析指出利用介绍的装置,可以实现波长300 nm ～1 600 nm、脉宽＞2 ps超快高能脉冲激光的光谱测量。采用1 054 nm超快高能脉冲激光器,实验得到了条纹像,对条纹像进行数据处理后得到测量光谱曲线,通过能量标定后,得到了超快高能脉冲激光器实际光谱曲线,验证了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱方法。讨论了系统中耦合透镜组对光谱测量和光纤色散角对条纹图像的影响,论述了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的作用。随着条纹管制造技术的飞速发展,该方法可用于fs级激光光谱的测量。     

Generation and characterization of a bright X-ray source using picosecond laser

High-resolution soft X-ray spectra of H-like and He-like ions were produced from laser irradiated silicon and aluminum targets. Plasma size was about 100 μm. X-ray spectra were analyzed to determine plasma parameters. We compared the line shape of resonance transitions and their intensity ratios to corresponding dielectronic satellites and the intensities of the inter combination lines of He-like ions, with the results of model calculations. Such comparison gave average values of the electron density N _e=(1?1.9)×10²¹ cm^?3 and the electron temperature T _e=460–560 eV for Si plasmas and about 560 eV for Al plasmas produced by the first and the second laser harmonics. According to our estimations, more than 10¹² photons were produced within the resonance line spectral width and in the solid angle 2π steredian during the total decay period.     

A mode-locked dye laser pumped by a xenon ion laser

Passive mode-locking of a rhodamine 6G dye laser has been achieved, using a pulsed xenon ion laser as a pumping source. A pulse width of 5 ps and a peak power of 4 kW have been obtained. Thermal problems were encountered, which adversely affected the operation of the dye laser. Work is in progress to improve these results.     

Analysis of tunable picosecond pulse generation from a distributed feedback Ti：sapphire laser

A distributed feedback Ti:sapphire laser (DFTL) pumped by a 532nm Q-switched pulse is proposed for the generation of tunable picosecond pulses. With coupled rate equation model, the temporal characteristics of DFTL are obtained. The numerical solutions show that the DFTL pulse with a 50-ps pulse duration and as much as 3.SmJ pulse energy can be obtained under 40-m J, 5-ns pulse pumping. The dependence of output pulse width on the laser crystal‘s length, pumping pulse duration, and pumping rate is also discussed in detail.     

类镍钽x射线激光实验研究

在神光II激光装置上进行了类镍钽近水窗x射线激光实验研究.利用基频、倍频联合驱动和双靶对接方案,在总能量400J的驱动激光能量下,获得了类镍钽4.48nm x射线激 光较强的输出,增益长度积达到5.5. 关键词： 类镍钽x射线激光 水窗 基频、倍频联合驱动