利用软X射线双频光栅剪切干涉技术诊断金等离子体

激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、等离子体物理、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是中、高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量.采用波长13.9 nm的类镍银软X射线激光作为探针,利用双频光栅剪切干涉技术尝试诊断了激光辐照金平面靶产生的等离子体的电子密度分布.实验获得了清晰的干涉条纹图像,通过对条纹的初步处理,测量到的最高密度达到了约1.4倍临界密度.通过与相关理论程序模拟结果对比,发现实验与模拟存在一定的偏差,为进一步优化模拟程序提供了有益的参考.通过实验,充分表明了软X射线激光双频光栅干涉技术在诊断中、高Z材料临界密度附近区域等离子体方面的实用性.     

软X射线双频光栅剪切干涉法研究

本文中设计了一种利用软X射线双频光栅作为剪切干涉元件的剪切系统, 使剪切干涉法在软X射线波段得到了应用. 介绍了软X射线双频光栅的结构及衍射特性, 在同步辐射光束线对双频光栅的效率分布进行了测试实验, 两个剪切级次的效率比值高于75%, 干扰级次效率低于5%. 利用软X射线双频光栅为剪切干涉光学元件, 对待测靶进行了静态检测, 得到了对比度高, 稳定的干涉条纹, 验证了该方法在软X射线等离子体密度诊断中的可行性. 关键词： 双频光栅 剪切干涉仪 软X射线 等离子体诊断     

软X射线激光探针诊断高$lt;i$gt;Z$lt;/i$gt;材料等离子体

激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 利用软X射线激光作为探针是诊断等离子体电子密度分布的一种重要方法,但在诊断激光辐照高Z材料产生的等离子体研究中,遇到了高Z材料等离子体自发辐射过大的问题,难以开展. 为此,针对软X射线激光的特点,发展了多种具体的实验技术. 通过综合利用这些技术,大大的抑制了待测等离子体自发辐射对信号的影响,使得软X射线激光探针诊断高Z材料等离子体成为可能. 作为典型例子,实验诊断了激光辐照金平面靶的等离子体,获得了清晰的实验图像,表明相关的技术是有效和可行的. 关键词： 等离子体诊断 激光探针技术 软X射线激光 Z材料等离子体')" href="#">高Z材料等离子体     

软X射线激光探针诊断高Z材料等离子体

激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量.利用软X射线激光作为探针是诊断等离子体电子密度分布的一种重要方法,但在诊断激光辐照高Z材料产生的等离子体研究中,遇到了高Z材料等离子体自发辐射过大的问题,难以开展.为此,针对软X射线激光的特点,发展了多种具体的实验技术.通过综合利用这些技术,大大的抑制了待测等离子体自发辐射对信号的影响,使得软X射线激光探针诊断高Z材料等离子体成为可能.作为典型例子,实验诊断了激光辐照金平面靶的等离子体,获得了清晰的实验图像,表明相关的技术是有效和可行的.     

单发次测量软X射线多层膜分束镜光学特性实验

用X射线激光作为探针，探测激光等离子体临界面附近的电子密度，对惯性约束聚变(ICF)的研究具有很大的应用价值。2003年11月，在“神光”Ⅱ装置上进行的X射线激光干涉法诊断等离子体电子密度实验研究取得了重大进展：利用类镍-银X射线激光作为探针，采用分束镜分光的马赫-贞德尔干涉仪在国内首次拍摄到清晰的动态干涉图。     

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     

激光应用 其他应用

TL653 2005042666 利用X射线激光干涉诊断等离子体电子密度=Experi- mental diagnose of plasma electron density by interferome- try using an X-ray laser as probe[刊,中]／王琛(上海激光等离子体研究所,上海(201800)),王伟…／／物理学报．- 2005,54(1),-202-205 X射线激光探针干涉方法是诊断高温高密度激光等离子体电子密度等信息的重要工具。利用神光Ⅱ装置输出激光驱动的类镍-银X射线激光作为探针,成功地进行了马赫-曾德尔干涉法诊断实验,获得了清晰的包含等离     

带前置光学系统的软X射线透射光栅光谱仪

软Ｘ射线检测是激光等离子体诊断中最复杂而又是最重要的一项工作。本文简要介绍了带有前置光学系统的软Ｘ射线大面积透射光栅光谱仪和用它获得的铝和铜靶激光等离子体的光谱图。     

利用x射线激光干涉诊断等离子体电子密度

x射线激光探针干涉方法是诊断高温高密度激光等离子体电子密度等信息的重要工具.利用神光Ⅱ装置输出激光驱动的类镍-银x射线激光作为探针，成功地进行了马赫-曾德尔干涉法诊断实验，获得了清晰的包含等离子体信息的动态干涉条纹图像，并据此给出了待测C8H8等离子体临界面附近电子密度的空间分布. 关键词： 等离子体电子密度诊断 x射线激光 马赫-曾德尔干涉仪     

透射光栅时间分辨谱仪

透射光栅时间分辨谱仪是获取激光等离子体软X光辐射高分辨能谱时间二维信息的实验诊断装置。介绍了在国内首次建立的透射光栅时间分辨谱仪的原理、结构和性能,给出了该谱仪测得的金平面靶软X光辐射能谱时间谱并对其做了初步的讨论。     

软X射线激光背光阴影成像技术的空间分辨研究

软X射线激光阴影成像技术是一种诊断高温稠密等离子体临界面附近阴影轮廓的诊断技术,具有测量视场大、空间分辨能力高的特点,具有重要的应用前景.对该技术的空间分辨具体能够达到什么程度则没有进行过系统研究.本文分别从光路几何、衍射极限、成像像差三个方面进行了仔细分析,结果表明目前采用该技术的诊断系统能够达到约2μm的空间分辨.主要受限是光路几何因素,通过增加放大倍数、选择单元尺寸更小的接收元器件等方式,有希望达到优于1μm的空间分辨.     

A pulse-train laser driven XUV source for picosecond pump–probe experiments in the water window

We describe the development of a table top soft X-ray source based on a laser produced plasma. The plasma is produced by a Nd:YLF pulse-train laser which delivers pulse trains of up to 400 pulses each of about 25 ps duration. Number and energy of the micropulses are fully computer controlled adjustable for an optimum interaction with a rotating solid target. Spectral, spatial and temporal characteristics of the X-ray emission from Mylar and copper targets have been studied. A calibrated back-illuminated CCD camera together with a slit grating spectrograph were utilized for the measurement of the absolute soft X-ray photon fluxes. The temporal measurements were performed using a streak camera while the plasma size was measured with a zone plate. An application of the system in a X-ray absorption experiment is shown. The advantages of the system in view of possible optical pump and soft X-ray probe experiments will be discussed.     

软X射线激光汤姆逊散射实验尝试

汤姆逊散射是诊断高温稠密等离子体状态参数的重要方法之一, 受到广泛的关注. 但是目前用于进行汤姆逊散射的探针光波长多局限于可见光或紫外光, 能够诊断的区域电子密度远低于驱动激光的临界密度. 相比较而言, 以软X射线激光作为探针, 有希望诊断更高密度区域的等离子体. 利用“神光Ⅱ”高功率激光装置产生的类氖锗软X射线激光作为探针, 开展了软X射线激光汤姆逊散射实验的尝试. 根据散射的条件, 分别进行了非相干散射和相干散射的实验, 但均未能获得明显的散射谱. 理论分析表明, 主要原因可能是实验中作为探针的类氖锗软 X射线激光的聚焦功率密度不够, 通过优化实验条件, 有希望在今后的研究中获得相干汤姆逊散射的结果. 关键词： 等离子体诊断 软X 射线激光 汤姆逊散射     

惯性约束聚变软X射线在线标定系统概念设计

长期以来,惯性约束聚变（ICF）研究软X射线诊断科学仪器设备的元器件标定工作主要依赖同步辐射光源X射线辐射计量站进行。该类装置通常与用于开展ICF研究的大型激光装置分处两地,难以满足ICF研究软X射线元器件实时实地的标定应用需求。另外,由于同步辐射和ICF激光等离子体产生的X射线辐射特性存在较大差异,同步辐射计量站的标定结果事实上也不能完全反映元器件在ICF实验应用中的计量响应特性。本文首先介绍一种基于单光学元件的软X射线紧凑型无谐波光源单色化技术,以此为基础提出研制基于ICF激光等离子体X射线源的同源、同几何位形、双束比较校准的多能量通道光源单色化系统,用于ICF应用软X射线元器件的在线标定。新系统一方面可望满足ICF软X射线元器件实时实地的标定应用需求;另一方面,其提供的标定光束的技术特征将最大可能地接近ICF激光等离子体X射线辐射本身。配备相应的X射线二极管（XRD）和标准探测器之后,该系统将形成一套具有在线自校准功能的新型多通道δ能量响应软X射线能谱仪。     

Parametric study of plasma active medium and gain saturation region in a Ne-like soft X-ray laser

Plasmas created by the interaction of high power optical laser with a target surface can be used as a source of soft X-ray lasers. Plasma and pump laser characteristics play significant role in achieving high gain coefficient for such plasma based on soft X-ray lasers. In the present work, the plasma active medium parameters for germanium element at a wavelength of 19.6 nm irradiated by a double-pulse pump laser have been studied using MED103 hydrodynamic code. For this purpose, first, the effects of laser intensity, pulse width and delay time of two pulses on the gain coefficient have been investigated and the optimum conditions for the maximum gain extent of Ne-like germanium soft X-ray laser are obtained. Then, in order to calculate the intensity of such high gain lasers in which Linford equation is invalid, we have adopted the general formula of amplified spontaneous emission intensity, which is valid in all range of intensities even at much higher intensities than saturation intensity. Finally, the soft X-ray laser intensities in the saturated areas for different plasma lengths have been calculated. The results show that the output of soft X-ray laser intensity with 294 cm⁻¹ gain coefficient can reach to about several times saturated intensity by applying a 1–2 mm plasma length as the active medium.     

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.     

基频光腔靶辐射温度定标

研究腔靶辐射温度和X光耦合效率与靶结构及激光辐照条件的依赖关系。利用神光-Ⅱ基频光(波长1．053μm,能量3～5kJ／8束,脉宽0．6～0．9ns)辐照金腔靶。采用软X光能谱仪及平响应探测器分别测量腔靶诊断口辐射X光功率谱及其能量角分布。同时,利用五针孔时、空分辨成像技术对腔靶诊断口发射软X光进行实验观测,给出辐射温度推算中需要的等效诊断口面积修正因子。在北京同步辐射软X光标定站,对上述诊断用软X光探测元器件进行了全谱范围(0．05～1．5kev)的绝对标定,以提高X光辐射功率和黑腔辐射温度的诊断精度．     

Diagnostics of laser-induced plasma with soft X-ray (13.9 nm) bi-mirror interference microscopy

X-ray interference microscopy diagnostics of a nanosecond-pulse pumped Al (Z=13) plasma are presented. A transient picosecond Ni-like Ag X-ray laser (13.9 nm) is used as the probe beam and a wavefront division bi-mirror interferometer is adopted as the diagnosis tool. From the fringe shifts, the two-dimensional plasma density profile at 1 ns after the peak of the heating pulse is deduced. Opposite fringe shifts during the plasma development are observed and possible explanations for this behavior are discussed. This study will contribute to the validation of 1D and 2D hydrodynamic codes as well as to the better understanding of the physics during the development of laser produced plasmas. PACS 41.50.+h; 41.85.Ew; 42.55.Vc     

Characterization of the 46.9-nm soft X-ray laser beam from a capillary discharge

Intense lasing had been obtained from argon plasma in the soft X-ray region from a capillary discharge plasma system. Different diagnostics have been used to characterize the lasing properties by recording the temporal, spatial, and spectral profiles of the emission. The divergence measurement indicates that the soft X-ray laser beam has good directionality with a divergence of 3.5 mrad. The spectrum of the laser beam measured using a transmission grating showed intense lasing line at 46.9 nm. Diffraction orders as high as 10th orders were observed. The temporal profile recorded with a vacuum diode showed a distinct laser peak with a pulse width ~1.2 ns (FWHM). In addition, the coherence of the X-ray laser beam was also confirmed from the high-contrast interference fringes (visibility ~85 %) recorded using double slits.