电子束泵浦KrF激光器放大超短脉冲实验研究

近年来,超短脉冲激光及其与物质相互作用的研究已发展成为现代物理的一个最前沿领域。提高激光的能量和功率密度以开展强场物理的研究,需采用合适的技术路线进行超短脉冲激光的放大。电子束泵浦KrF激光器口径大、泵浦率高,可直接用于进行超短脉冲激光的放大,一方面可获得高的能量输出,另一方面技术路线简单,解决了传统CPA技术所需的大口径光栅等技术难点,非     

Anti-control and Control of Chaos for a Semiconductor Laser With External Optical Feedback

利用KrF气体激光器来放大紫外超短脉冲激光有很多优势，但也存在需解决的问题。KrF激光器的工作介质是非储能介质，用于放大超短脉冲激光则绝大部分上能态的储能没有被利用。要充分利用上能态的能量就必须采用多脉冲放大技术。本工作对紫外超短脉冲激光多脉冲放大过程进行研究。     

高功率紫外超短脉冲激光

建立了国内第一台桌面高功率紫外超短脉冲激光系统。采用放电泵浦KrF准分子激光器、离轴放大技术 ,将能量 1mJ的 2 48nm紫外超短脉冲激光放大到 5 0mJ,利用棱镜对进行群速度色散补偿 ,将激光脉冲宽度由 42 0fs压缩到 2 2 0fs,用焦距为 40cm的透镜将放大后的超短脉冲激光聚焦到焦斑 5 μm ,功率密度达到 1 0 17W/cm2 。     

超短脉冲在电子束泵浦KrF激光器中多级放大研究

将紫外超短激光脉冲经过放电泵浦KrF激光放大器LLG50、“天光一号”电子束泵浦KrF激光预放大器和主放大器进行了3级放大,最终将1 mJ的超短脉冲激光放大到了8 J。建立了超短激光和ASE互相竞争放大的动态模型,分析了ASE对多级放大的影响,并提出了抑制ASE、提高放大效率的方法。 1     

高功率紫外超短激光脉冲光束质量研究

通过搭建传输和聚焦光学系统,采用CCD相机测量了高功率紫外超短脉冲激光系统的光束质量参数,如紫外种子光及其经过KrF准分子激光器放大后的焦斑光强空间分布、焦斑尺寸及极限衍射倍数β。结果表明,紫外种子光光束质量良好,β接近于1。经放大后,光束质量劣化,β达到6左右。经分析,光学元件的表面缺陷可能是导致光束质量下降的主要因素。     

日本研制成一种峰值功率100太瓦的小型激光器

【日本《日本原子》 1998年 10月号报道】　日本原子能研究所 (JAERI) 1998年6月 18日宣布 ,它已研制成一种小型钛 -兰宝石激光器 ,这种激光器能在 19飞秒的 (1飞 =10 -1 5)超短脉冲持续时间内产生 10 0太瓦 (1太 =10 1 2 )的超高峰值功率 ,重复率为10个脉冲每秒。一种实验室规模的小型激光系统成功地产生 10 0太瓦峰值功率 ,在世界上还是第一次。而且 ,对 10 0太瓦峰值功率来说 ,其 10Hz的重复运行也是世界上第一次取得的成就 ,这在各种各样的应用中将是一大优点。1997年 3月 ,通过对钛 -兰宝石激光器系统采用一种独特的称作 CPA的脉冲…     

强激光与加速器 利用脉冲负反馈压缩准分子激光脉冲

“天光一号”系统前端激光器LPX一150的振荡器输出的ASE脉冲宽度约10ns（图1中R1），但经放大腔放大后展宽至25ns（图1中R2）。利用脉冲负反馈饱和放大技术，在激光器放大腔输出端插入分光片，将种子光脉冲前沿放大后分出一部分反向注入放大腔饱和放大，从而压制种子光脉冲后沿的增益，以实现脉冲压缩。实验成功获得200mJ／13ns的脉冲输出（图1中CH1），并将光束的空间分布均匀性保持在3％。利用该技术在CHEL3300激光器上进行脉冲放大压缩，可将准分子激光脉冲宽度进一步压缩至5．6ns。     

超短脉冲光谱整形研究

高功率超短脉冲激光系统有着广泛的应用。本工作研究超短脉冲在啁啾放大过程光谱演化过程，建立了光谱演化的模型，并分析了影响光谱特性的各个因素。通过这个模型对目前本实验室的超短激光系统进行了验证和分析，发现模型和实际结果相符较好，并发现系统并不在最佳工作点，系统输出能量、信噪比对输出光谱的要求不能同时满足。     

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     

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。     

9 非球面镜的聚焦

用通常的凸透镜对飞秒激光进行聚焦，激光穿过透镜介质时，由于非线性效应，会产生脉冲展宽、波前畸变等现象。而非球面镜利用的是反射聚焦原理，避免了超短脉冲激光在透镜介质中产生上述效应。因此，对于超短脉冲激光的聚焦采用反射式的非球面镜。     

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。     

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。     

3 超短脉冲激光与原子团簇相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光与原子团簇相互作用过程中各种实验条件对团簇吸收激光能量的影响。实验发现高Z稀有气体（Xe）以及较高的气体压力都更易形成大团簇，对激光能量的吸收较高。还研究了激光波长（744与248nm）、激光强度以及偏振态等对吸收效率的影响。结果表明，短波长激光更易被团簇吸收；在一定强度范围内（10^15～10^16W／cm^2），随激光强度的增强，团簇对激光的吸收效率也增高；P极化光比S极化光更易被团簇吸收。     

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。     

超短脉冲X射线激发荧光寿命谱议的设计与研制

介绍了一种超短脉冲X射线作为激光光源，用时间关联单光子计数法进行,测量的荧光衰减时间谱仪的设计与研制。该仪器具有时间分辨率高、测量动态范围大、使用方便等优点，可应用于晶体、粉末和液体等各种样品的测量，该仪器同时还具有很强的扩展性。     

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。     

超短脉冲激光自生磁场同位素分离实验研究

通过超短脉冲激光与固体氮化硼（BN）靶相互作用过程中产生的自生磁场实现了对同位素硼的分离,采用二次离子质谱法（SIMS）对同位素分离效果进行了测量。研究表明,一级浓缩比达50.8%。     

紫外自相关仪高纯N0气体充放气系统的研制

紫外白相关仪是用于记录波长248nm的亚皮秒激光脉冲白相关曲线的精密仪器，在飞秒系统中用来测量紫外超短激光脉冲的脉冲宽度。紫外白相关仪的工作介质是高纯度的NO气体，工作中的电离过程将不断消耗NO气体并产生一些杂质。     

吸收法在强激光与固体靶所致脉冲X射线能谱测量中的研究进展北大核心CSCD

脉冲X射线能谱测量,对于强激光装置中的物理诊断以及辐射防护具有重要意义。脉冲X射线具有脉冲时间短、注量大、能谱范围宽等特点,常规脉冲测量技术往往受到探测器死时间、堆积效应的限制而无法适用。目前多个国家都建立了强激光装置的研究平台,并开展X射线能谱测量相关研究。本文首先介绍了基于吸收法原理且适用于中低能脉冲X射线的测量方法:Ross Pair法和衰减法。然后针对这两种方法从5个方面(探测器结构、滤片材料、探测介质选择、散射控制以及解谱方法)综述了脉冲X射线吸收谱仪的研究进展,并分析了各自的适用性。目前激光装置中脉冲X射线能谱的测量还面临着能量分辨率不理想、结果不确定度无法量化和被动式能谱测量操作不便等问题。随着激光装置的不断升级,脉冲X射线注量以及打靶频次将不断增加,对探测器的耐辐照性能以及响应速度提出了更高的要求。