飞秒激光等离子体超热电子能谱

实验在100TW超短超强掺钛蓝宝石飞秒激光装置上进行，研究铜平面靶的靶前超热电子和靶后超热电子能谱，期望获得超热电子有效温度和激光靶面功率密度的定标关系。用电子磁谱仪获得了：靶前法线方向、靶后激光传播方向和靶前激光反射方向超热电子能谱。     

飞秒激光与等离子体相互作用过程中超热电子能谱的测量

 报道了在3TW飞秒激光器上完成的激光 等离子体相互作用过程中产生的超热电子的能谱测量结果。能谱测量显示：在较低的能段，超热电子能谱先是呈现一个局部的平台，然后迅速衰减，呈现非类麦克斯韦分布，这是由于几种加热机制共同作用，其中占主导地位的是反射激光对电子的加速；在较高的能段，超热电子能谱呈类麦克斯韦分布，拟合的温度远远高于已知的温度定标律给出的温度，其原因在于超热电子分布的高能尾部本身的抬高和激光的自聚焦及成道。     

飞秒激光与等离子体相互作用过程中超热电子能谱的测量

报道了在3TW飞秒激光器上完成的激光 等离子体相互作用过程中产生的超热电子的能谱测量结果。能谱测量显示：在较低的能段,超热电子能谱先是呈现一个局部的平台,然后迅速衰减,呈现非类麦克斯韦分布,这是由于几种加热机制共同作用,其中占主导地位的是反射激光对电子的加速;在较高的能段,超热电子能谱呈类麦克斯韦分布,拟合的温度远远高于已知的温度定标律给出的温度,其原因在于超热电子分布的高能尾部本身的抬高和激光的自聚焦及成道。     

利用韧致辐射诊断激光等离子体相互作用产生的超热电子

超短脉冲强激光与等离子体相互作用时产生的向靶内传输的超热电子在“快点火”方案中起着极其重要的作用.对于这部分向靶内传输的超热电子，韧致辐射方法是一种能有效、全面获得超热电子各方面信息的诊断方法.通过三维蒙特卡罗程序MCNP模拟了超热电子在靶材料中的输运以及它们在靶后方向产生的韧致辐射的性质，论证了韧致辐射诊断方法的可行性. 关键词： 超热电子 韧致辐射 诊断 MCNP程序     

短波长激光超热电子产生与抑制机理的研究

介绍了在“神光Ⅰ”和“星光Ⅱ”上分别进行的二倍频、三倍频激光照射金盘靶、腔靶、碳氢有机膜平面靶的实验.通过测量硬X射线谱推断超热电子特性,结合受激Raman散射光和双等离子体衰变产生的(3/2)ω0谐波的观测,分析各种靶超热电子产生和抑制的机理,并探讨了抑制超热电子的有效途径. 关键词：     

飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子能量分布的实验研究

用3TW飞秒激光器研究了激光-固体靶相互作用中产生的超热电子的能量分布.超热电子构成各向异性的能量分布：在靶法线方向，超热电子能谱呈类麦克斯韦分布，拟合的温度约为206keV，该方向占主导地位的加速机理是共振吸收；在激光反射方向，超热电子能谱先是出现一个局部的平台，然后逐渐衰减，呈现非类麦克斯韦分布，这是由于几种加热机理共同作用的结果，其中占主导地位的是反射激光对电子的加速.在靶法线方向超热电子的温度和产额均大于激光反射方向超热电子的温度和产额，证明共振吸收机理对电子的加速更有效. 关键词： 飞秒激光 等离子体 超热电子 能谱     

超强飞秒激光与固体靶产生的超热电子加热机制

 在SILEX-1激光器上测量了超强飞秒激光与Ta靶相互作用产生的出射超热电子能谱及角分布,研究了出射超热电子加热机制。激光脉宽为 30 fs,激光功率密度为8.5×10¹⁸ W/cm²。靶前法线方向超热电子温度为550 keV。从实验结果可知：共振吸收是靶前法线方向超热电子主要加热机制,这与靶前存在大密度标长预等离子体的实验条件吻合。靶厚为6～50 μm时,靶后超热电子沿法线方向出射;靶厚为2 mm时,该发射峰消失。     

超强飞秒激光与固体靶产生的超热电子加热机制

在SILEX-1激光器上测量了超强飞秒激光与Ta靶相互作用产生的出射超热电子能谱及角分布,研究了出射超热电子加热机制。激光脉宽为 30 fs,激光功率密度为8.5×1018 W/cm2。靶前法线方向超热电子温度为550 keV。从实验结果可知：共振吸收是靶前法线方向超热电子主要加热机制,这与靶前存在大密度标长预等离子体的实验条件吻合。靶厚为6～50 μm时,靶后超热电子沿法线方向出射;靶厚为2 mm时,该发射峰消失。     

不同偏振态下的飞秒激光脉冲与铝靶相互作用中超热电子的产生

研究了P偏振、S偏振和圆(C)偏振态下亚相对论强度飞秒激光脉冲与铝靶相互作用时产生的超热电子的能谱和靶背向角分布，并对S偏振产生的超热电子的特殊角分布通过引入表面磁场的概念进行了定性解释. 关键词： 超短超强激光 等离子体 超热电子 表面磁场     

强激光与等离子体相互作用中沿靶表面发射的高能超热电子

在强激光与等离子体相互作用研究中，文章作者从实验上首次观测到沿靶面方向发射的高能超热电子束．该电子束只有在等离子体电子密度标长较短的条件下才会出现。数值模拟表明，靶表面电磁场的约束作用是产生这束电子的主要原因。这一结果有助于加深对激光惯性约束聚变快点火实验中的锥靶物理过程的理解，并有潜在的应用前景。     

水中脉冲放电等离子体通道特性及气泡破裂过程

利用高速摄影法对水中放电等离子体通道的边界层进行了研究,结果表明,当输入到单位长度通道内的功率密度较小时,通道边界存在较厚的过渡层,其亮度明显小于通道中间部分.根据等离子体通道的高速阴影照片指出该通道沿轴向具有非均匀性.另外,还给出了等离子体气泡最后破裂时的高速阴影照片,并对气泡破裂过程作了初步的探讨 关键词： 水中放电 等离子体     

An accurate dynamical electron diffraction algorithm for reflection high-energy electron diffraction

The conventional multislice method (CMS) method, one of the most popular dynamical electron diffraction calculation procedures in transmission electron microscopy, was introduced to calculate reflection high-energy electron diffraction (RHEED) as it is well adapted to deal with the deviations from the periodicity in the direction parallel to the surface. However, in the present work, we show that the CMS method is no longer sufficiently accurate for simulating RHEED with the accelerating voltage 3–100 kV because of the high-energy approximation. An accurate multislice (AMS) method can be an alternative for more accurate RHEED calculations with reasonable computing time. A detailed comparison of the numerical calculation of the AMS method and the CMS method is carried out with respect to different accelerating voltages, surface structure models, Debye–Waller factors and glancing angles.     

Measurement of integral diffraction coefficients of crystals on beamline 4B7 of Beijing Synchrotron Radiation Facility

Integral diffraction coefficients of the crystal are the essential data of a crystal spectrometer which is extensively used to measure quantitative x-ray spectra of high temperature plasmas in kilo-electron-volt region. An experimental method has been developed to measure the integral diffraction coefficients of crystals on beamline 4B7 of Beijing Synchrotron Radiation Facility. The integral diffraction coefficients of several crystals including polyethylene terephthalate (PET), thallium acid phthalate (TlAP) and rubidium acid phthalate (RAP) crystals have been measured in the x-ray energy range 2100--5600 eV and compared with the calculations of the 'Darwin Prins' and the 'Mosaic' models. It is shown that the integral diffraction coefficients of these crystals are between the calculations of the 'Darwin Prins' and the 'Mosaic' models, but more close to the `Darwin Prins' model calculations.     

单模块直线变压器脉冲前沿

从理论上对直线变压器驱动源（LTD）输出脉冲波形的前沿进行了分析,研究了不同前沿畸变情况下对应的电路参数,并给出了计算方法,得到了相对电压和相对时间的关系曲线。根据理论分析设计了单模块LTD,并根据设计参数进行了数值模拟,模拟得到的输出脉冲前沿约30 ns、平顶约130 ns、幅值约125 kV。最后进行了单模块LTD实验,测得输出脉冲前沿约35 ns、平顶约130 ns、幅值约125 kV的输出脉冲,与模拟结果基本一致。由于负载不完全匹配等因素的影响,波形后沿较差且有振荡,但仍符合设计要求。     

飞秒电子衍射系统的静态特性研究

超快电子衍射系统是认识超快物理、化学及生物过程的重要工具之一.介绍了自主研制的一套飞秒电子衍射系统，调试并测量了该系统的电子束斑特性、X-Y偏转板的偏转灵敏度等.在该系统上进行了金膜的静态电子衍射图像的测量. 关键词： 飞秒电子衍射 偏转灵敏度 时间分辨 空间分辨     

基于相对论修正的超快电子枪偏转扫描系统的理论研究

对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子枪偏转量的计算方法作了理论研究,讨论了超快电子脉冲的测量方法,比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的计算结果的影响,并做了相应的数值计算。计算结果显示,在忽略了电场的边缘效应等因素后,电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到61.4 mm和65 fs。研究结果对超快电子枪偏转扫描系统的设计、对超短电子脉冲宽度的测量方法,尤其是对超短电子脉冲宽度的测量过程中的同步实验具有一定的指导意义。     

关于RHEED振荡技术优化GaAs(110)量子阱生长的研究

在GaAs(110)衬底上生长的半导体材料有诸多优良性能，使得在非极性GaAs(110)衬底上获得高质量各类异质结材料，成为近年来分子束外延生长关注的课题.考虑GaAs(110)表面是Ga和As共面，最佳生长温度窗口很小；反射式高能电子衍射的(1×1)再构图案对生长温度和V/Ⅲ束流比不敏感，难于通过观察再构图案的变化，准确地找到最佳生长条件.作者在制备GaAs(110)量子阱过程中，观察到反射式高能电子衍射强度振荡呈现出的单双周期变化.这意味着不同工艺条件下，在 GaAs(110)衬底上量子阱有单层和双层两种生长模式.透射电子显微镜和室温光致荧光光谱测量结果表明：在双层生长模式下量子阱样品光学性能较差，而在单层生长模式下量子阱光学性能较好，但是界面会变粗糙.利用这一特点，我们采用反射式高能电子衍射强度振荡技术，找到了一种在GaAs(110)衬底上生长高质量量子阱的可行方法. 关键词： 反射高能电子衍射 量子阱 分子束外延     

Surface segregation of InGaAs films by the evolution of reflection high-energy electron diffraction patterns

Surface segregation is studied via the evolution of reflection high-energy electron diffraction (RHEED) patterns under different values of As 4 BEP for InGaAs films. When the As 4 BEP is set to be zero, the RHEED pattern keeps a 4×3/(n×3) structure with increasing temperature, and surface segregation takes place until 470 C. The RHEED pattern develops into a metal-rich (4×2) structure as temperature increases to 495 C. The reason for this is that surface segregation makes the In inside the InGaAs film climb to its surface. With the temperature increasing up to 515 C, the RHEED pattern turns into a GaAs(2×4) structure due to In desorption. While the As 4 BEP comes up to a specific value (1.33×10 4 Pa–1.33×10 3 Pa), the surface temperature can delay the segregation and desorption. We find that As 4 BEP has a big influence on surface desorption, while surface segregation is more strongly dependent on temperature than surface desorption.     

Generation and propagation of hot electrons in laser-plasmas

Hot electrons are generated in the interaction between intense ultrashort laser pulses with targets. The process depends on the laser intensity, polarization, incident angle, scale length of plasmas and target materials. In this paper, the recent progress on generation and propagation of hot electrons in non-relativistic and relativistic laser-plasma interactions at the Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, are reviewed.