飞秒强激光脉冲与氢团簇相互作用产生的最大质子能量与团簇尺寸的相关性

报道了飞秒强激光脉冲(60 fs,790 nm,2×1016W/cm2)与纳米尺寸的氢团簇(半径rc约为1~3 nm)相互作用,产生的最大质子能量Emax对于团簇半径rc相关性的实验研究结果。从激光-氢团簇相互作用产生的质子的飞行时间谱测量以及团簇尺寸的瑞利散射诊断结果,得到Emax与r2c成线性正比关系,比例系数为0.75,与报道的理论模拟结果一致,表明氢团簇发生纯库仑爆炸。实验结果同时提示,进一步的理论模拟应考虑气体喷流中团簇的尺寸分布。     

飞秒激光脉冲加热氘团簇引发原子核聚变

作为一种介于分子和块状固体之间的物质形式,原子团簇已得到广泛的研究[1]。团簇中的光感应过程[2,3]能导致光子分裂和库仑裂变[4],产生带几个电子伏(ｅＶ)能量的原子和离子碎片。然而,最近对于高强度(>1016Ｗｃｍ-2)飞秒激光脉冲导致原子团簇光致光致电离的研究表明,这种相互作用可以非常强烈[5～13]。大原子团簇的激发能够产生超高温等离子体,喷射出的离子动能高达1ＭｅＶ。这个现象表明,通过照射氘团簇,有可能产生具有足够平均离子能量的等离子体,导致重大的原子核聚变。本文报告,在用高重复率紧凑台式激光器加热氘团簇使其爆炸的实验中,…     

射频阱中离子的激光溅射注入

通过实验测出了激光溅射碳靶时存储离子强度随延迟时间的变化 ,计算出团簇离子的相对存储效率与离子动能之间的关系 ,并对实验结果作出了定性的解释。     

基于多光子电离的氨/醇混合团簇的飞行时间质谱研究

用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对氨/醇混合团簇进行了研究。在脉冲激光波长为355nm条件下观测到团簇离子。主要的电离产物为质子化的（ROH）n（NH3）mH＋（n=1~6,m=0~4）混合团簇离子,且各个序列的离子强度随m的增大而减小。经分析,氨与醇混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。比较分析质谱图可知,当团簇离子比较小的时候二元团簇解离以失去醇类分子为主,随着团簇离子的增大,解离由失去醇分子为主逐渐变为失去氨分子为主。     

醇/水混合团簇的多光子电离质谱及从头算研究

利用多光子电离技术和飞行时间质谱仪实验研究了醇/水混合团簇的光电离质谱。在脉冲激光波长为355nm条件下,观测到以质子化(ROH)n(H2O)H+ 混合团簇离子和(ROH)nH+团簇离子为主的电离产物。醇水混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。应用量化计算,构造了质量数较小的几个团簇离子的可能的空间几何构型,发现二元团簇离子(CH3OH)n(H2O)H+是以(CH3OH)H+作为内核离子,再通过氢键与其它分子组合而构成团簇离子。     

奥氏体化时间与冷却速率对超高碳钢组织影响的EBSD研究

本文借助EBSD技术研究了一种超高碳钢在不同奥氏体化时间和冷却速率条件下原奥氏体晶粒和珠光体团簇尺寸的变化规律。实验结果表明：原奥氏体晶粒随奥氏体化时间延长而显著增大;与传统的热蚀法相比。EBSD重构法可以获得更加准确的原奥氏体晶粒尺寸。珠光体团簇尺寸随奥氏体化保温时间延长略微增大,随冷却速率减小而明显增大;与Channel5自动截线法相比,手动截线法可获得更准确的团簇尺寸结果。     

超强圆极化激光脉冲中氢原子阈上电离谱

由于激光技术的发展，在实验室中人们已可使聚焦激光束斑的光强达到１０~２０Ｗ／ｃｍ２．这个光强中激光电场比氢原子基态电子所感受到的库仑电场高出数百倍．这是目前人们在实验室中能获得的最高强度的电场．而光强为１０~２２Ｗ／ｃｍ~２的强激光，预计会在今后的一二年中出现．超强短脉冲激光器的发展，使人们开创了激光与物质相互作用研究的新领域．在这个强场与物质相互作用的新领域，实验已发现一系列有潜在应用前景的新现象．用超强激光（＞１０~１９Ｖ／ｃｍ~２）辐照固体靶的实验中，ＭｅＶ的超热电子的发现就是其中一例．快点火…     

260～285nm波段苯胺的共振增强多光子电离研究

在自行研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上获得了260～285nm波段气相苯胺分子的共振增强多光子电离／飞行时间质谱（REMPI-TOFMS）。结合在266nm激发波长下得到的C6H7N^＋、C5H6＋、C4H3^＋、C3H3^＋、C2H4^＋及H2CN^＋离子的光强指数及不同激光能量下备离子信号强度的分支比,对分子离子及主要碎片离子的生成机理进行了探讨：在此波段范围内,苯胺分子首先吸收一个光子跃迁至。B2第一激发态,处于激发态的苯胺分子再吸收一个光子电离生成分子离子C6H7N＋,分子离子进一步吸收光子解离为C5H6^＋、H2CN^＋、C6H^＋,碎片离子C6H5^＋继续吸收光子解离产生C4H3^＋、C3H3^＋、C2H4^＋,并给出了可能的解离通道。     

掺Eu3+聚合物光纤的团簇现象

用热聚合法制备了掺Eu(DBM)3Phen螯合物的聚合物光纤,建立了团簇化铕离子相互作用模型,以此为基础研究该掺杂聚合物光纤的团簇现象。利用速率方程理论,结合光纤的抽运光透射率实验,得到所研究光纤中团簇化铕离子浓度。掺铕质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%的聚合物光纤中团簇化铕离子的浓度分别为0.045,0.07,0.07,0.07,0.07,0.08。因此,该掺杂聚合物光纤的团簇化铕离子浓度较低且基本不随掺杂浓度的增加而增加,铕离子之间的团簇化现象不明显。     

Si_xN~±_y团簇离子的形成和稳定性研究

结合ＤＶ－Ｘα方法的理论计算结果，对激光蒸发方法产生的ＳｉｘＮ团簇离子的形成和稳定性进行了细致的研究。发现上述四簇离子可能以ＳｉＮ３或ＳｉＮ４作为初始单元，较大的团簇离子可由某种单元与另一质谱上较稳定的复合分子组成。质谱强度变化的规律表明：若团簇离子质量是Ｓｉ原子量的倍数时，呈现极大值，此时，团簇离子包含偶数个Ｎ原子。其奇偶性是由初始单元强度差异引起的。     

High-Intensity Femtosecond Laser Interaction with Rare Gas Clusters

With a 45 fs multiterawatt 790 nm laser system and jets of argon and krypton atomic clusters, a study of the interaction of fs intense laser pulses with large size rare gas dusters was conducted. The maximum laser intensity of about 7 × 1016 W/cm2 and dusters composed of thousands of atoms which were determined through Rayleigh scattering measurements were involved inthe experiments. On the one hand, the results indicate that the interaction is strongly cluster size dependent. The stronger the interaction, the larger the clusters are. On the other hand, a saturation followed by a drop of the energy of ions ejected from the interaction will occur when the laser intensity exceeds a definite value for clusters of a certain size.     

Population inversion in the recombination of optically-ionizedplasmas

The possibility of using a high-intensity optical field in conjunction with a gas target to produce a highly ionized plasma filament suitable for recombination XUV lasers in both transient and quasi-steady-state regimes is examined. A distinction is made between low Z ions which can be stripped to the desired ionization state at nonrelativistic intensities and higher Z ions which require relativistic intensities to produce the desired ionization. In the nonrelativistic case (E_i<500 eV), it is shown that electron thermal conduction is extremely effective in cooling ~10-μm diameter filaments imbedded in cold background plasma. In the relativistic case, self-focusing of the ionizing laser radiation may lead to a very small diameter electron-cavitated filaments which will undergo a space-charge-driven expansion (Coulomb explosion) on the time scale of an ion plasma period, resulting in the emission of extremely high currents of moderate energy (E≈1/8 Zm_e c²) ions. The implications of such filamentation for the scaling of the present type of recombination laser to short wavelengths are discussed     

Pulsed laser deposition of carbon films: Dependence of film properties on laser wavelength

We have grown thin carbon films by pulsed laser deposition and have investigated the extent to which the properties of such films, as well as the processes responsible for these properties, are laser wavelength dependent. Films were grown by ablating material from a graphite target onto room temperature Si(100) substrates with 1064 and 248 nm laser radiation. The films were analyzed byin situ electron energy loss spectroscopy and byex situ Raman spectroscopy. The results indicated that films grown with 1064 nm ablation were graphitic, while those grown with 248 nm radiation were diamond-like. We have also examined the mass and kinetic energy distributions of the particles ejected from graphite by the two laser wavelengths. The results indicated that irradiation of graphite with 1064 nm laser radiation results in the ejection of a series of carbon cluster ions C _n ⁺ (1 ≤ n ≤ 30) with mean kinetic energies less than 5 eV. Ablation of graphite with 248 nm radiation results in the ejection of primarily C ₂ ⁺ and C ₃ ⁺ with mean kinetic energies of 60 and 18 eV, respectively. These results suggest that large, low energy clusters produce graphitic films, while small, high energy clusters produce films of diamond-like carbon.     

Phase transformation of fullerenes using molecular dynamics simulation

The phase transformation behavior of carbon clusters is investigated using molecular dynamics simulation. Phase transformation behavior plays an important role in generating cluster of weakly bound molecule. The simulation results show that the configuration of clusters changes from a spherical structure at low temperatures to a linear or prolate shape at high temperatures. As the number of carbon atoms increases the absolute value of the internal energy in the fullerene increases. Furthermore, the formation heat and melting point of the fullerene increase as the number of carbon atoms increases, except that the value of C₆₀ is lower than that of C₃₆.     

CO2与Nd:YAG脉冲激光锡等离子体羽辉膨胀特性的研究

为了研究激光光源对极紫外(EUV)等离子体碎屑的影响,采用脉冲Nd:YAG激光与CO2激光激发Sn产生等离子体,基于直接成像法,研究了等离子体羽辉在低气压中的膨胀特性。通过确定等离子体边界,计算出各个角度的等离子体羽辉膨胀边界随时间的变化规律,以及运动动能随运动路径的变化规律。结果表明,气压为10Pa时,在相同激光能量密度(2.5106mJ/cm2)的条件下,CO2脉冲激光作用锡靶产生EUV的等离子体动能小于Nd:YAG脉冲激光作用锡靶产生的等离子体动能;在减缓离子碎屑的研究中,CO2脉冲激光作为EUV的产生光源要优于Nd:YAG脉冲激光。这一结果对研究激光等离子体的应用是有帮助的。     

390.60nm激光作用下Si(CH3)4的多光子解离与硅原子的(1+1)电离

在390.60nm的紫外激光作用下，利用超声分子束技术与飞行时间（TOF）质谱仪相结合的方法研究了气相四甲基硅分子多光子电离（MPI）的TOF质谱，在较低能量的激光作用下主要检测到了Si(CH3)^ 、Si^ 、C2^ 等离子的信号，有时甚至只检测到了Si^ 离子的信号：在较高能量的激光作用下主要检测到Si(CH3)^ n(n=1,2,3,4)、Si^ 、C2^ 甚至还有SiC3^ ,SiC2^ 等离子的信号。据此并结合以前得到的结论，讨论了四甲基硅分子可能的MPI过程。得出了Si^ 主要来自于Si(CH3)4的多光子解离－Si原子的（1＋1）电离、Si(CH3)n^ (n=1,2,3)的（3＋1）电离、Si(CH3)^ 4来自于Si(CH3)4的（3＋1）电离的结论。     

355nm激光作用下Si(CH3)4分子的MPI质谱研究

在 35 5nm的激光作用下 ,利用扩散分子束技术和四极质谱装置相结合研究了气相Si(CH3 ) 4分子多光子电离 (MPI)质谱分布。测量了Si(CH3 ) + 4,Si(CH3 ) + 3 ,Si(CH3 ) + 2 ,Si(CH3 ) + 及Si+ 离子的激光光强指数 ,检测了这 5种碎片离子的信号强度占总信号强度的分支比随光强的变化关系。据此 ,讨论了该分子MPI过程可能经历的通道 ,得到了Si+ 主要来自于母体分子的多光子解离—硅原子的电离 ,Si(CH3 ) + n(n =1,2 ,3)主要来自于中性碎片Si(CH3 ) n(n =1,2 ,3)的自电离 ,Si(CH3 ) + 4来自于母体分子的 (3+1)电离的结论