复合机制软X光激光的理论模拟

从理论上研究和模拟计算在高度电离的等离子体中通过复合机制产生软X光激光的条件。用一维非平衡辐射流体力学激光打靶程序JB-19模拟计算激光与靶的相互作用。激光经线聚焦后照射到碳纤维靶上,在脉冲持续时间内可以产生高度电离的等离子体,脉冲结束后等离子体绝热膨胀,实现快速冷却,经三体复合和级联跃迁,在主量子数n=3与n=2之间形成粒子数反转,产生激光增益。对计算结果和物理过程进行了分析,讨论了影响增益的诸因素,并与英国卢瑟福实验室的结果进行了比较。介绍了类-H氟离子中产生粒子数反转和增益的初步结果。结论是在一定的激光能量范围内,入射激光脉冲波长愈短、脉宽愈窄,产生的增益愈大。要获得较好的增益区,对于钕玻璃激光来说,倍频是必要的,短脉冲是有益的。     

高强度紫外激光驱动的质子加速

正超强脉冲激光驱动等离子体加速产生强流脉冲质子束,在高能量密度物理和惯性约束聚变等领域有着重要的研究意义。本文研究了超短脉冲激光加速质子的物理过程,研究了激光强度、激光波长、激光对比度、薄膜靶厚度等对超短脉冲激光驱动薄膜靶加速质子束的影响。研究了紫外超短脉冲激光在质子加速过程中的优势,高对比度的紫外激光有效抑制等离子体对质子加速的影响,波长短,具有高临界密度和更好的激光吸收效率,可产生具有超高密度梯度的高密度等离子体,有利于提高超热电子密度,提高质子加速的束流强度和能量转换效率。P极化激光以45°入射角入     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨X射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益X射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨 X 射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益 X 射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

预脉冲对超短激光与薄膜靶相互作用加速产生质子的影响

采用波长为744 nm、聚焦功率密度为6×10¹⁶W/cm²的超短激光分别与两种不同厚度的铝薄膜靶相互作用,根据鞘层加速机制在靶后法线方向测量质子束角分布和能谱随靶厚度的变化,研究了预脉冲对质子加速的影响。随着薄膜靶厚度的降低,质子计数迅速增加,但当薄膜靶厚度太薄时,激光预脉冲形成的预等离子体影响了薄膜靶的面型,导致质子横向发散角迅速增加,而薄膜靶面型的破坏减少了激光与等离子体相互作用过程中的电子回流,从而降低了超热电子的产生和鞘层加速电场的维持,影响了质子的加速能谱。因此,超短脉冲激光与薄膜靶相互作用加速产生质子束,应尽量降低预脉冲,不能采用太薄的薄膜靶,以避免预等离子体影响薄膜靶的面型,导致质子的能量降低、发散角增大。     

测量激光中子的铑激活计数器

激光与等离子体相互作用的物理过程的研究是激光核聚变工作的基础。用短脉冲大功率激光辐照含氘材料引发聚变反应产生中子,是激光加热等离子体的主要手段。用铑激活计数器测量激光加热等离子体产生的中子产额,其工作原理如下:大功率短脉冲激光加热等离子体,发射快中子;快中子经过慢化剂,慢化成热中子;丰度为100％的如~(103)Rh,以截面σ_γ=139bar为热中子激活成~(104)Rh;~(104)Rh半衰期T_(1/2)=42.3sec,     

1.7AGeV84Kr诱发乳胶核反应慢粒子产生

对1.7AGeV⁸⁴Kr诱发乳胶核反应慢粒子产生进行研究。实验结果表明,黑径迹粒子、灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随碰撞中心度及靶核大小的增加而增加;灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随黑径迹粒子数的增加而增加;重电离粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加表现出先增加后趋于饱和的趋势;灰径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加表现出先增加后趋于饱和。以上结果均可利用核碰撞几何模型来解释。     

超热电子能谱测量

采用180电子磁谱仪方法测量了超短(120 fs)红外(744 nm)脉冲激光与固体等离子体相互作用产生的超热电子能谱。激光参数为无预脉冲、45斜入射的P激化光,靶为5 mm的铜,靶表面经机械抛光,靶上功率密度为1016 W/cm2。谱仪设置在入射激光的正反射方向,测量到的能谱采用 Maxwellian(e     

500A MeV 56Fe诱发乳胶核反应慢粒子产生

本文对500A MeV ⁵⁶Fe诱发乳胶核反应慢粒子产生进行研究。实验结果表明,黑径迹粒子、灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随靶核增大而增加;黑径迹粒子平均多重数与入射能量无关,灰径迹粒子平均多重数随入射能量增加而增加;灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随黑径迹粒子数的增加而增加;重电离粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加先增加后趋于饱和;灰径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加先增加后趋于饱和。     

超短脉冲激光与固体等离子体相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光（744nm/120fs/12mJ）与固体（Cu）等离子体相互作用产生超热电子的能谱与角分布,利用电子磁谱仪与成像板（IP）探测器测量能谱,采用IP在入射平面内测量角分布。在无预脉冲、P极化激光45°斜入射下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度为46keV,超热电子主要沿靶法线方向发射。产生超热电子的主导机制为真空加热,等离子体的电荷分离势约为70keV。     

紫外超短激光驱动铜薄膜靶产生质子的实验研究

在中国原子能科学研究院的放电泵浦的紫外KrF超短脉冲激光放大装置上,开展了紫外超短脉冲激光与铜薄膜靶相互作用加速产生质子束的实验研究。紫外超短脉冲激光输出能量为30 mJ、波长为248 nm、脉冲宽度为500 fs,采用离轴抛物面镜聚焦获得激光聚焦功率密度为1.2×10¹⁷ W/cm²。激光以45°入射5 μm厚的铜薄膜靶,质子最大能量超过300 keV。紫外超短脉冲激光的高对比度和高吸收效率是紫外激光加速的优点。     

重离子加速器地面模拟单粒子效应

宇宙射线中的高能离子与物质相互作用，沿其路径将产生高密度的电离原子和电子的等离子体，通常它们通过再复合而消失。但在半导体器件中，在Ｐ－ｎ结局部电场的作用下，可以将电子和空穴在他们完全复合之前把他们分开，于是产生一个电流脉冲。如果被收集的电荷大于电路状...     

电子磁谱仪法测量超热电子温度

利用超热电子磁谱仪测量了紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2 条件下,紫外超短脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布,超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真空吸收。     

15 TW激光与氮气作用产生稳定电子束的实验研究

利用15 TW激光脉冲,系统研究了基于电离化注入的激光尾波场加速。实验中,研究了等离子体密度、相互作用位置、激光脉宽以及激光能量对电子束的电荷量、发散角、指向性、能量以及产生概率的影响。将约400 mJ、25 fs的激光脉冲聚焦在喷嘴前沿,等离子体密度约9×10~(18) cm~(-3)时,电子的产生概率高达100%,获得了水平(竖直)发散角(6.5±0.5) mrad((5.3±0.3) mrad)、水平(竖直)指向稳定性±1.2 mrad(±0.7 mrad)、峰值能量(135±8) MeV和电荷量(13.5±2.0) pC(50 MeV)的稳定电子束,为其应用奠定了基础。     

强脉冲电子束在聚酯薄膜表面产生的化学气相沉积

一、引言 高功率密度脉冲电子束(>10~9W/cm~2)轰击金属,将引起金属剧烈蒸发,产生高温等离子体。等离子体中的金属离子获得一定能量后将与本底气体分子相互作用而形成化合物。本文介绍在低压氮气环境中,利用强脉冲电子束轰击铜靶,产生了氮铜化合物沉积在聚酯薄膜表面的实验结果。并用ESCA分析束处理过的聚酯薄膜表面的化学组成的变化。     

强激光产生的等离子体能量诊断探测器

本文介绍了ＩＣＦ实验中强激光产生的等离子体能量诊断用探测器的结构，原理和性能测试，作者详细介绍了等离子体能量诊断方法和“神光１”上完成了１．０５，０．５３μｍ激光辐照Ａｕ盘靶产生的等离子体能量的测试结果。     

紫外超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子能谱测量

利用电子磁谱仪测量紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2的条件下,紫外(248 nm)超短(440 fs)脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布, 超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真     

激光波长对超热电子产生影响的实验研究

实验研究了两种波长超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ、248 nm/420 fs/35 mJ)与固体(Cu)等离子体的相互作用,利用电子磁谱仪与成像板探测器测量了激光入射平面内超热电子的能谱与角分布.在无预脉冲、P极化激光45°斜入射的条件下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度分别为46和19.4 keV,超热电子主要沿靶法线方向发射.产生超热电子的主导机制为真空加热,实验验证了真空吸收定标率Th≈4.11×10-2(Iλ2)1/2.54(keV).等离子体的电荷分离势分别为70和45 keV.     

激光平面靶耦合中的非平衡辐射研究

研究了激光辐照平面Au靶所产生的等离子体状态及X光的谱特性。结果表明,激光辐照Au靶所产生的X光具有明显的非平衡特征;原子模型对X光的细致谱结构有明显影响。三温模型(假设辐射是平衡谱)给出的等离子体状态、激光吸收效率及激光-X光转换效率与非平衡多群辐射输运模型的计算结果基本一致,这表明三温模型在研究等离子体状态及能量分配等方面是适用的。     

超短脉冲激光加速质子束的研究

主要研究了激光参数和靶参数对产生质子能量的影响。为了获得尽可能的质子能量,激光参数如下:尽可能高的激光能量;采用P极化偏振光;预脉冲有一最优长度及最优预脉冲与主脉冲强度比;激光垂直入射;采用基频光。靶参数(材料、厚度、结构形状)对产生高能质子能量、产额、方向性有影