自由电子抽运X射线激光的理论探讨

X射线激光是激光物理与等离子物理中的一个重要研究领域。目前，X射线激光研究多采用毛细管放电、高功率激光的多脉冲和短脉冲等抽运方式，而且绝大多数研究局限于软X射线波段。借鉴自由电子激光器的组成结构，提出一种产生X射线激光的新方案：用钨制成毛细管的空心电极取代自由电子激光器内的摇摆器，内充特定金属蒸气，如铜蒸气之类，使自由电子激光器变成自由电子抽运X射线激光器。运用电子碰撞电离、强流粒子束平衡体系理论方程与等离子复合特性等理论对这种新型X射线激光器的工作原理及其方案的可行性作了进一步的理论分析与探讨。     

放电电极对毛细管放电软X光激光的影响

自软X光激光发现以来,实现低激发阈、台式软X光激光一直是一个十分重要的研究方向.利用毛细管放电激励产生软X光激光,是实现台式软X光激光的主要方案之一.实验采用20 cm长的毛细管,利用X射线二极管(XRD)探测了毛细管放电抽运软X光46.9 nm激光输出.研究表明,放电电极的材料并不是影响激光输出质量的决定性因素.但考虑到电极元素的飞溅,在长时间的实验研究中,选择钼电极更为有利.电极形状在放电过程中只影响预脉冲的导通情况,而对激光影响并不大.在更长毛细管的实验中,选择锥状端面的电极将有利于预脉冲的导通,以便获得激光输出.     

毛细管放电激励类氖-氩离子X光激光研究

以类氖 氩离子跃迁线为例 ,应用一维的Lagrangian程序———XDCH研究了毛细管放电碰撞机制激励软X光激光的物理机制 ;对等离子体的Z 箍缩过程和 46 9nm谱线产生增益的条件进行了讨论 ;并分析了毛细管放电装置中产生软X激光的可能性。     

毛细管放电X射线激光研究进展

近年来,毛细管放电X射线激光研究工作十分活跃,为短波长激光的研究带来一种全新的概念。较为详尽的总结了这一领域所取得的主要进展,并说明今后发展要注意的问题。对电子碰撞机制毛细管放电X射线激光研究具有一定的参考价值。     

毛细管放电X射线激光研究进展

近年来,毛细管放电X射线激光研究工作十分活跃,为短波长激光的研究带来一种全新的概念。较为详尽地总结了这一领域所取得的主要进展,并说明今后发展要注意的问题。对电子碰撞机制毛细管放电X射线激光研究具有一定参考价值。     

毛细管放电装置主开关结构对产生软X射线激光的影响

流过毛细管的电流,将直接影响箍缩过程中等离子体的状态,进而影响软X射线激光的产生。由于主开关的导通电感将影响电流波形,因此提出了使用不同结构的主开关电极来改变毛细管电流波形的方案,以寻找最适合毛细管放电软X射线激光产生的电流波形。实验用三种不同结构的主开关电极,观察了主开关导通电感的改变及其对电流波形的幅值和脉宽的影响。根据导通电感的估算结果,利用脉冲功率理论,计算了电流幅值和脉宽的改变情况,并与实验结果进行了比较。实验观察了电流波形的改变对软X射线激光尖峰信号的影响。实验结果表明,放电间隙为3 cm的圆环-圆盘型主开关最适合软X射线激光的输出。     

在高度饱和桌面毛细管放电放大器中以4Hz重复率产生毫焦耳级软X射线激光脉冲

软 X射线激光有别于其它相干软 X射线辐射源的特性是其产生高能脉冲的潜力。由大型光学激光抽运的软 X射线激光输出能量已达几个毫焦耳。然而产生这些软 X射线激光脉冲的激光装置很大 ,而且它们的重复率限于几分钟一次或更少。前几年在研制以较高重复率运转的桌面软 X射线放大器方面已取得重要进展 [1 ]。在最近的工作中已演示用非常紧凑的桌面器件以 4Hz重复率产生毫焦耳量级的软 X射线激光脉冲[2 ] 。该结果在长 34 .5 cm毛细管放电等离子体柱中激发类氖氩电子在 46 .9nm波长上获得。这样的放大长度允许其增益长度乘积比获增益饱和所需…     

激光器

SPIE-Vol.3776 01147891999年 SPIE 会议录,卷3776:软 X 射线激光器及其应用,3=1999 proceedings of SPIE,Vol.3776:Soft X-ray lasers and applicationsⅢ[会,英]/SHE-The Inter/national Society for Optical Engineering.—1999.—312P.(EC)本会议录收集了于1999年7月19～20日在科罗拉多州 Denver 召开的软 X 射线激光器会议上发表的34篇论文,内容涉及瞬态碰撞激光器,相对性电子束互作用,饱和台顶 X 射线激光器近场成象,OFI 与内壳层 X 射线激光器,放电泵浦激光器,10~(-15)(尘)秒级激光 X 射线的超快原子运动。     

激光技术与应用

高重复激光等离子体光源的历史回顾，半导体激光泵浦高重复大功率激光器的开发，利用激光等离体光源的台式软X射线显微镜成像系统，激光等离子体成膜的开发，具有稳定波长控制性能的巴尼埃型宽带可调谐波长半导体激光器……     

用于超短强激光与气体靶相互作用实验的新型前置差分抽运系统

介绍了用于超短超强激光脉冲 -脉冲气体靶相互作用研究的新型差分抽运系统 ,与高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪配合 ,进行了超短激光脉冲辐照下氩气喷靶的软 X射线发射特性的实验研究。实验表明 ,该谱仪有足够的灵敏度参与超短强激光脉冲辐照气体靶的软 X射线产生、X射线激光乃至高次谐波实验的软 X射线光谱诊断工作。     

High repetition rate collisional soft X-ray lasers based on grazing incidence pumping

We discuss the demonstration of gain-saturated high repetition rate table-top soft X-ray lasers producing microwatt average powers at wavelengths ranging from 13.9 to 33 nm. The results were obtained heating a precreated plasma with a picosecond optical laser pulse impinging at grazing incidence onto a precreated plasma. This pumping geometry increases the energy deposition efficiency of the pump beam into the gain region, making it possible to saturate soft X-ray lasers in this wavelength range with a short pulse pump energy of only 1 J at 800-nm wavelength. Results corresponding to 5-Hz repetition rate operation of gain-saturated 14.7-nm Ni-like Pd and 32.6-nm line Ne-like Ti lasers pumped by a table-top Ti:sapphire laser are reported. We also discuss results obtained using a 1 /spl omega/1054-nm prepulse and 2 /spl omega/527-nm short pulse from a Nd:glass pump laser. This work demonstrates the feasibility of producing compact high average power soft X-ray lasers for applications.     

瞬态碰撞激发X射线激光研究进展

瞬态碰撞激发X射线激光由于其所需驱动能量低、效率高和容易台式化等优点，极大地推动了X射线激光的发展。比较详细地总结了这一研究领域取得的突破性进展，并讨论了开展瞬态碰撞激发X射线激光的关键问题。     

毛细管快放电激励X光激光实验设计

近年来,有关利用毛细管放电激励产生X光激光的研究十分活跃,国际上已经取得了许多显著的成果,并且正向实现实用化Table-top Laser发展.作者首先介绍了毛细管放电激励X光方案的原理及国内外的重要进展,在对两种典型机制的分析的同时,也阐述了对该方案的发展方向及需要克服难点的看法.     

充氩气毛细管的阻抗特性

首次给出了实验测得的充氩气毛细管的阻抗特性曲线,这对于寻找毛细管放电泵浦X光激光的最佳放电条件具有十分重要的作用。     

软X光激光用多层膜反射镜的制备与检测

介绍在制备和检测软Ｘ光激光用多层膜反射镜中听做的研究工作。重点是制备过程，包括基板、镀膜设备、膜厚控制方法，以及经大量实验得出的镀膜工艺条件、给出了利用Ｘ光射线衍射仪所做的周期结构检测结果，以及利用激光等离子体作光源的精密反射率计所作的反射率测量结果。最后，对工作进展和存在的问题做了简略评述。     

X-ray preionization of rare-gas-halide lasers

The preionization characteristics of X-rays for self-sustained discharge rare-gas-halide lasers are summarized. X-rays showed features superior to UV for preionization of large volume high-pressure discharge lasers, which was experimentally confirmed. Futhermore, the effect of preionization on laser output was found to depend on the spatial distribution of preionization electron density and discharge electric field. When a uniform electric field area was homogeneously preionized with a collimated X-ray, an electron density of 10⁷cm^-3was found to be sufficient for high energy extraction of a XeCl laser.