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)).     

毛细管放电69.8nm激光强度空间分布特性研究

报道了毛细管放电69.8 nm软X射线激光的光强分布特性. 实验中所用毛细管长度为35 cm, 放电主脉冲电流幅值为11.5 kA, 放电初始气压为14-16 Pa. 测得的光斑强度分布由两部分构成, 在中心有一个占光强绝大部分的主峰, 其发散角约为0.4 mrad, 边缘还有两个小的离轴峰, 峰-峰发散角约为1.5 mrad. 理论上采用几何光学近似的方法对其光强分布进行计算, 光斑如此小的发散角主峰的出现, 可能主要是由于毛细管放电过程中电子密度在轴心处具有轻微凹陷造成的.     

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。     

反射镜双程放大对类氖锗软X射线激光的输出影响研究

纳秒量级激光驱动的类氖锗软X射线激光具有出光稳定和输出强度大等优点,在诸多领域拥有很好的应用价值. 研究了通过在光路中增加一块多层膜反射镜实现双程放大对出光特性的影响. 通过估算和实验,证实了增加反射镜双程放大确实能够提高类氖锗软X射线激光的输出强度,对于24mm的双程放大长度,总输出强度会增加约2.3倍. 但同时这种模式也带来了光束质量的下降,对应用研究并非完全有益. 关键词： 软X射线激光 反射镜双程放大 增益饱和     

作为X激光增益介质的激光等离子体特性

本文报道利用具有空间分辨能力的透射光栅谱仪对以三体复合泵浦实现锂离子(Si~(11+)X光自发辐射放大的增益介质——硅激光等离子体特性的研究。结果表明,等离子体5～100A范围软X线辐射主要来自类氦离子(Si~(12+))到(S~(11+))复合辐射和Si~(11+)(n=3→n=2)跃迁发射的贡献,且它们辐射的最大强度距靶面130μm,对应的电子密度3×10~(20)cm~(-3)与Si~(11+)+1s~23d能级的粒子数相对丰度比36;实验中还观察到Si~(11+)(1s~23d-1s~22p)跃迁发射存在着明显的自吸收现象。     

离轴高功率双程放大系统中小信号增益系数与泵浦能密度关系研究

描述了在多程放大装置上首先实现了高功率、大口径、方光束的双程离轴放大。对由8片N31玻璃片组成的放大器的增益特性做了测试。在充电电压为22kV、泵浦能密度为10.24J/cm3时,小信号增益系数为4.08%cm-1。     

离轴高功率双程放大系统中小信号增益系数 与泵浦能 密度关系研究

描述了在多程放大装置上首先实现了高功率、大口径、方光束的双程离轴放大。对由 8片N31 玻璃片组成的放大器的增益特性做了测试。在充电电压为 2 2 k V、泵浦能密度为 1 0 .2 4 J/ cm3时 ,小信号增益系数为 4 .0 8% cm- 1 。     

离轴高功率双程放大系统中小信号增益系数与泵浦能密度关系研究

 描述了在多程放大装置上首先实现了高功率、大口径、方光束的双程离轴放大。对由8片N31玻璃片组成的放大器的增益特性做了测试。在充电电压为22kV、泵浦能密度为10.24J/cm³时,小信号增益系数为4.08%cm^-1。     

增益与吸收对X光激光传播放大的影响

在光沿直线传播的假设下，研究了Ｘ光激光在等离子体中的传播与放大。对类氢炭等离子体，除非光线不断通过强吸收区，增益曲线的吸收部分不会严重影响Ｘ光激光的输出能量。     

Demonstration of soft x-ray laser of Ne-like Ar at 69.8 nm pumped by capillary discharge

The demonstration of a 69.8?nm laser on 3p 3P2 - 3s 1P1 (J=2-1) transition of Ne-like Ar pumped by capillary discharge is reported in this Letter. A main current of 12?kA with rise time of 43?ns was chosen to generate the plasma in a 35?cm long capillary filling with pressure of Ar as low as 11?Pa, resulting in a gain coefficient of 0.34?cm(-1) and gain-length product of 11 at 69.8?nm. Also observed is a weak laser on 3p 3D2 - 3s 3P1 (J=2-1) transition of Ne-like Ar at 72.6?nm in the same condition. In addition, multiwavelength lasing at 46.9, 69.8, and 72.6?nm was simultaneously realized in a capillary discharge plasma column, conditioning the pressure of Ar to 13?Pa.     

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。