预脉冲激光对线状等离子体X射线发射特性的影响

报道了能量比为１：１０、间隔为２００ｐｓ、脉冲宽度为１２０ｐｓ的双脉冲激光驱动线状等离子体的Ｘ射线发射特性。通过与单脉冲驱动情况比较，获得了预脉冲作用下，等离子体轴向辐射增强的空间分布特性。并针对若干重要的辐射跃迁的增强情况，讨论了它们各自的物理原因。     

预-主短脉冲激光驱动的高增益类氖氩软X射线激光

 用数值模拟程序计算了脉宽1.5ps预脉冲和主脉冲激光，经1.2ns的时间延迟先后泵浦喷射的密度为6.632×10^-3g/cm³的氩气柱，以获得高增益的类氖离子电子碰撞激发3p-3s跃迁激光的可能性。结果表明：在等离子体中能够形成宽的类氖离子丰度大于50%的区域，并且具有大于10²⁰ cm^-3的自由电子密度。主脉冲到达之后迅速加热自由电子，高密度的自由电子与类氖离子碰撞激发形成具有很高增益系数的增益区，增益区的半高宽度大约100μm，一维理论计算的增益系数为200~300cm^－1，持续时间大约相当于泵浦激光的时间宽度，在1~2ps之间。     

预-主短脉冲激光驱动的高增益类氖氩软X射线激光

用数值模拟程序计算了脉宽1.5ps预脉冲和主脉冲激光,经1.2ns的时间延迟先后泵浦喷射的密度为6.632×10-3g/cm3的氩气柱,以获得高增益的类氖离子电子碰撞激发3p-3s跃迁激光的可能性。结果表明：在等离子体中能够形成宽的类氖离子丰度大于50%的区域,并且具有大于1020 cm-3的自由电子密度。主脉冲到达之后迅速加热自由电子,高密度的自由电子与类氖离子碰撞激发形成具有很高增益系数的增益区,增益区的半高宽度大约100μm,一维理论计算的增益系数为200~300cm－1,持续时间大约相当于泵浦激光的时间宽度,在1~2ps之间。     

类氖锗X射线激光光学特性研究

本工作测量了类氖锗3s-3p X射线激光的23.2nm和23.6nm两条强激光跃迁线水平方向和垂直方向的空间分布,当靶长20mm时,X射线激光水平方向束发散角约为12mrad,主束指向偏离线状等离子体轴线约8mrad;垂直方向束发散角约为22mrad,本工作还采用钼/硅多层膜平面反射镜,对X射线激光进行正反射,获得了X射线激光双程放大的光学特性。 关键词：     

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。     

预主脉冲辐照平面靶产生X射线激光的自相似模型

利用自相似方法，定量地描述了预脉冲辐照平面靶产生Ｘ射线激光的物理过程，解析给出了各物理参量之间的关系，计算结果与实验符合的较好。结果表明：合理地选择预、主激光脉冲的能量的时间间隔，就可以在较低能量的激光装置上产生较强的Ｘ射线激光输出。这一结果为简化预脉冲条件下平面靶Ｘ射线激光的实验设计 乍观定量地解释实验结果了一套有用的工具。     

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.     

类氖锗的X射线激光增益及其传输特性研究

在神光(10¹²W)装置上,用1.06μm激光加热片状锗靶,用袖珍式掠入射光栅谱仪测量了类氖锗离子的3S—3P激光跃迁线的增益系数和X射线激光的传输特性,得到的结果为:波长为19.638,23.224,23.627,24.743和28.643nm的5条激光跃迁线的增益系数分别为3.06,3.99,3.72,2.36和4.59cm^-1;当等离子体长度为18mm时,相应的X射线激光的发散角约为12mrad,发射X射线激光的等离子体厚度约为200μm,X射线激光峰值强 关键词：     

抽运激光在光靶中的局域及其对X射线激光特性的影响

新型X射线靶设计为:由SiO2和TiO2组成具有12个周期的一维光子晶体,在它的中间嵌入光靶材料层作为缺陷层,SiO2,TiO2和光靶层的光学厚度分别为λ4、λ4和λ2,λ为抽运激光波长.与普通平板光靶相比,当抽运光垂直照射到这种光靶时,靶层内部的光强将提高2个数量级,所以抽运激光的阈值强度将降低2个数量级,这有利于X射线激光的小型化.在同样的抽运激光照射下,X射线激光的强度将提高4个数量级,转换效率也将提高约4个数量级.由于平均电离度随抽运激光强度的提高而提高,所以采用这种光靶有利于使X射线激光向短波长推进. 关键词： X射线激光 光子晶体 光波局域     

用于X射线激光实验研究的列阵柱面透镜线聚焦系统

用平行排列的柱面透镜列阵与非球面会聚透镜组成一个新颖的激光线聚焦系统,它能获得光强分布非常均匀的、能应用于X射线激光实验研究的高功率激光焦线。实验证明该聚焦系统有良好的特性。     

泵浦功率密度对复合类锂离子X射线激光特性的影响

本文通过分析不同泵浦功率密度下类钾硅离子X射线激光的实验结果以及有可能实现X射线激光的其它类锂离子的光谱特性,表明利用类锂离子复合方案,在现有驱动激光装置上实现“水窗”波段放大器有很大的可能性。     

瞬态类氖铁x射线激光抽运脉冲结构的优化计算

利用一维拉格朗日流体动力学模拟程序对由纳秒预脉冲和皮秒主脉冲相结合而成的抽运脉冲组合,产生瞬态类氖铁x射线激光(255nm,3p→3s,J=0→1)的过程进行了优化计算.通过对抽运脉冲组合的强度、宽度、脉冲间隔等参数的优化计算,得到了在预脉冲将靶物质充分电离到类氖离化态的前提下(类氖离子丰度>80%),在主预脉冲峰值之间的脉冲间隔为零时,产生有效增益的条件是最好的.这一结论与实验结果相符 关键词： x射线激光 瞬态增益 离子丰度     

倍频纳秒激光驱动类氖锗X射线激光的研究

利用JB19等程序分别对基频和倍频激光驱动条件下类氖锗X射线激光进行了模拟计算,结果表明利用倍频激光驱动同样也能够获得高强度的类氖锗X射线激光输出,只是对驱动激光的输出要求要高3.3倍.尽管如此,这也为将来在大型激光装置上开展类氖系列X射线激光研究指明了方向.初步的实验研究也证实了利用倍频纳秒激光驱动能够获得类氖锗X射线激光输出的结果. 关键词： X射线激光 类氖锗 数值模拟     

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     

氖原子对2000 eV X射线激光透明的产生机制

X射线自由电子激光与物质相互作用时出现了X射线透明现象,研究X射线透明现象的产生机制对理解X射线自由电子激光与物质相互作用过程具有重要参考价值.本文基于FAC(Flexible Atomic Code)程序计算的氖原子(离子)对2000 eV X射线的光电离截面和俄歇衰变速率,确定了不同通量密度下氖原子的主要电离方式;通过建立和解速率方程,得到了确定的电离方式中氖元素各电子组态数目比例随时间变化的公式,计算了氖原子在通量密度为2000和10000?~(-2)·fs~(-1)、持续时间为20 fs、光子能量为2000 eV的X射线激光照射下,任意时刻各主要电子组态的原子数目比例和总的氖原子平均光电离截面.建立了价电子完整的空心原子的数目比例随通量密度和曝光时间变化的公式.发现裸核和空心原子都会导致X射线透明,且选择恰当的通量密度和脉冲持续时间可以使价电子完整的空心原子数目比例达到极高.     

低泵浦能量类氖锗等离子体软X射线激光实验

提出并采用具有一定时间间隔的双束脉冲加热锗薄膜靶方法，在泵浦激光能量１００Ｊ，靶长１０ｍｍ的实验条件下，观察到波长１９．６１ｎｍ和２３．６３ｎｍ两条类氖锗３ｓ－３ｐ激光跃迁线。１９．６１ｎｍ（Ｊ＝０－１）的激光跃迁线发射强度较２３．６３ｎｍ（Ｊ＝２－１）激光线的强度大，其发散角较后者小。     

线聚焦激光辐照Al靶所产生的紫外X射线谱线

本文叙述了采用线聚焦激光幅照Al靶所产生的高离化态离子的紫外X射线(XUV)谱线。利用Cowan的原子能级程序计算了不同离化态的离子谱线的波长和振子强度gf,辨认出140条离子谱线,其中有82条新谱线。 关键词：     

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.     

预主脉冲辐照平面靶产生X射线激光的自相似模型

 利用自相似方法,定量地描述了预-主脉冲辐照平面靶产生X射线激光的物理过程。解析地给出了各物理参量之间的关系,计算结果与实验符合的较好。结果表明:合理地选择预-主激光脉冲的能量匹配和时间间隔,就可以在较低能量的激光装置上产生较强的X射线激光输出。这一结果为简化预脉冲条件下平面靶X射线激光的实验设计和直观定量地解释实验结果提供了一套有用的工具。     

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