核物理与等离子体物理——核物理与等离子体物理学科研究进展

编制了一个新的三维光路程序，可以计算任意方向的光线通过网络的轨迹，程序将更准确地模拟真实激光光束在柱型腔靶中的三维传播。设计了平板、球体、柱体等几何体计算模型，通过一系列的检验和考察，证明了程序计算的光路轨迹的可靠性。     

气体靶密度的数值计算与实验研究

 采用了1维简单模型来模拟气体靶的空间密度分布情况,并且该计算值得到了实验的验证。使用M-Z干涉仪诊断锥型喷嘴喷射的气体靶密度分布,得到了不同压力和不同延时下的干涉图样。自行编写了实验数据处理程序,得到了不同情况下气体密度的空间分布。在相互作用实验中,由气体分子密度随压力的变化,可以确定合适的压力,以获得预期的气体靶密度;由气体分子密度随时间的变化,可以确定激光与气体的作用时刻。     

Characterization of relativistic electrons generated by a cone guiding laser pulse

We demonstrated the interaction of a gold cone target with a femto second(fs) laser pulse above the relativistic intensity of 1.37×10 18 μm 2 W/cm 2.Relativistic electrons with energy above 2 MeV were observed.A 25%-40% increase of the electron temperature is achieved compared to the case when a plane gold target is used.The electron temperature increase results from the guiding of the laser beam at the tip and the intense quasistatic magnetic field in the cone geometry.The behavior of the relativistic electrons is verified in our 2D-PIC simulations.     

X光Gabor波带片编码成像技术实验研究

基于星光II实验装置进行了Gabor波带片编码成像探索性实验研究。采用束匀滑光斑三倍频激光打靶,辐照专门设计的ＣＨ埋金属条靶（共两种）,产生了有明确形状、边缘清晰的等离子体。研制了专门的Gabor波带片编码相机,并利用该相机采用单张胶片对不同的靶目标在不同的深度层次上曝光的技术,获得了具有深度层次信息的三维激光等离子体编码像。利用数值重建技术对实验所获得的图像解码,最终获得了在不同深度层次上的激光等离子体信息。     

锗、铁、镍等离子软X射线谱的测量和分类

为了研究铁周期元素的高剥离态离子谱,在LF—11~#激光装置上,用激光辐照钛、铁、镍等元素的固体平面靶,产生高离化态等离子体。聚焦在靶面的激光功率密度为5×10~(13)—1×10~14瓦/厘米~2,焦斑直径60—80微米,脉冲宽度350—824皮秒,激光波长1.06微米。用KAP平晶摄谱仪测量了等离子体发射的软x射线谱,其波长范围为8—20A。 根据发表的离子谱线波长和离子能级数据,并用等电子序列内插外推的方法,对59条钛离子谱,92条铁离子谱和90条镍离子谱进行了分类,它们分别属于TiXVⅡ—TiXXⅡ,FeXⅥ—FeXXⅥ,NiXⅦ—NiXXⅦ等离子的2s—nP,和2p—ns,np,nd(n=3—8)等类型的跃迁。     

基于光子筛的软X光谱仪

 介绍了采用新型软X光谱学光子筛作为分光元件的软X光谱仪的原理和结构参数设计。新谱仪理论测量范围为100 eV~2 keV,光谱分辨力达0.35 nm。应用该谱仪在SILEX-Ⅰ装置上测量了飞秒激光与固体铜靶相互作用产生的X射线发射谱。实验结果表明,该谱仪主要性能指标达到设计要求,适合于激光与等离子体相互作用产生的软X射线研究。     

"三明治"靶型在间接驱动冲击波实验中的应用

间接驱动方式具有提供更高冲击波压力的潜力,对冲击波物理研究来说是一种很好的驱动方式.针对间接驱动下X射线离化对透明窗口造成的致盲问题,提出了新的"三明治"靶型结构,以完成间接驱动下冲击波实验.该靶型可以用两种方法避免致盲效应对实验的干扰.一种方法是从时间上避开致盲效应,使致盲效应与冲击波测量区错开,从而获得冲击波数据.另一种方法是从强度上屏蔽X射线,将X射线阻挡在透明材料之前,使其不能产生致盲效应.对单冲击实验而言,用增加烧蚀层厚度的方法,将X射线离化效应与冲击波信号从时间上错开,获得了蓝宝石和石英晶体中冲击波实验的结果.用增加阻挡层的方法,获得了间接驱动条件下石英晶体和聚苯乙烯材料中的冲击波实验结果.提出的"三明治"靶型,为间接驱动条件下状态方程和冲击波调速技术提供了技术支持. 关键词： 冲击波 光学诊断 离化效应 干涉仪     

黑腔靶辐射温度实验研究

研究腔靶辐射温度与靶型及激光辐照条件的关系.实验利用神光Ⅱ基频光,激光能量为3—5kJ8束,脉宽为0.6—0.9ns打Au腔靶.采用滤片x射线二极管(XRD)阵列谱仪及平响应x射线二极管(PXRD)分别测量腔靶诊断口辐射软x射线强度谱及其角分布,给出了等效辐射温度为140—180eV.同时,利用多针孔时、空分辨成像技术,观测诊断口发射软x射线时空特性,实验现象表明两种诊断口(衬Be环与无Be环)在160—170eV辐射温度条件下,辐射烧蚀产生的等离子体云均对腔内发射x射线流形成一定程度的阻挡作用,数据处理     

激光聚变研究中心聚变靶物理实验和诊断技术研究进展北大核心CSCD

美国在国家点火攻关计划(NIC)的实施尽管未能实现点火目标,但建立了前所未有的点火靶物理精密实验能力,深化了点火靶物理认识,进一步明确了需要进一步解决的关键问题。激光聚变研究中心利用神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件,围绕黑腔等离子体能量学和内爆动力学开展实验与诊断技术研究,部分关键诊断技术取得突破,精密的实验能力显著增强,进一步丰富的配套实验结果在深化靶物理认识和校验数值模拟程序方面发挥了重要作用。     

Self-Injection and Acceleration of Monoenergetic Electron Beams from Laser Wakefield Accelerators in a Highly Relativistic Regime

Self-injection and acceleration of monoenergetic electron beams from laser wakefield accelerators are first investigated in the highly relativistic regime, using 100 TW class, 27 fs laser pulses. Quasi-monoenergetic multi- bunched beams with energies as high as multi-hundredMeV are observed with simultaneous measurements of side-scattering emissions that indicate the formation of self-channelfing and self-injection of electrons into a plasma wake, referred to as a ＇bubble＇. The three-dimensional particle-in-cell simulations confirmed multiple self-injection of electron bunches into the bubble and their beam acceleration with gradient of 1.5 GeV/cm.