等离子体冕区电子密度陡变和凹陷的研究

从等离子体二维流体方程出发,假定在柱对称电子密度分布的等离子体中,在激光辐射场的区域内,径向电子热压与径向有质动力在稳态情况下平衡,推导出了由有质动力引起的临界密度面附近轴向电子密度轮廓陡变和有场区径向电子密度凹陷结构的解析结果,此结果与266.0nm紫外激光探针所测到的实验结果相符合。     

激光辐照平面靶产生的二次谐波结构

一、实验布置 用六路钕玻璃激光器中的一路进行实验,激光输出能量为5～10焦耳,脉宽100微微秒,激光进入靶室之前由检偏器检偏,偏振度达98％以上,并使用旋光片产生在入射平面内的P偏振及垂直于入射平面内S偏振两种偏振光,以0°、10°、20°、30°、45°等不同入射角对平面铝靶及2微米、3.5微米铝箔进行辐照,用光栅光谱仪拍摄反激光二次谐波(5300(?))的光谱,从拍摄的大量的二次谐波照片中可观察到谱线的频移加宽、精细结构与空间细丝分裂现象。     

片状放大器的研制

本文给出片状放大器系列在设计中所考虑和解决的问题.给出三种规格片状放大器的实验结果.     

激光加热微管靶得到很高的粒子数反转

利用三体复合机制已相继实现了Al~(+11)、Mg~(+10)离子类氦能级1s3p与1s4p间的粒子数反转。采用的办法是高功率激光脉冲打A1或Mg的平面靶,使之加温并达到完全离化,然后自由膨胀或在自由膨胀的同时加冷阱使电子温度迅速下降,以增加三体复合几率。在自由膨胀的等离子体冕区,电子温度T_e(?)10～100eV,电子密度N_e≈10~(18)～10~(20)cm~(-3)。三体复合占主导地位,而辐射复合在其次。离靶面约60～200μm处观察到粒子数反转,但反转粒子数密度不高,相应的增益系数也低。这主要是由于自由膨胀使得等离子体密度下降造成的。一般的数据为,N_3与N_4的密度约在10~(12)～10~(14)cm~(-3)。增益0.2～1cm~(-1)。当激光功率密度较高时,粒子密度可达10~(15)cm~(-3),增益达10cm~(1)。还有,这些反转粒子还很难做到分布在同一轴向,起不到对自发辐射的行波放大作用。     

用266.0nm紫外激光探针研究等离子体冕区电子密度结构

用266.0nm紫外激光探针测量了柱状铜靶(Φ500μm和Φ140μm)等离子体电子密度的空间分布,发现了径向密度凹陷和凸起结构,观察到了轴向和偏轴向密度轮廓陡变随时间的发展过程,并用简单的理论模型进行了半定量分析,结果与实验基本一致。     

高功率Nd玻璃放大器的动态热畸变及热象差恢复时间的测量

用同轴全息法对不同规格的Nd玻璃放大器的光泵热畸变进行了测量,对畸变工作介质的恢复过程进行了观察,为合理选择放大器的设计参数和最佳的运转周期提供依据。     

一种新型的紫外激光探针研制成功

紫外激光探针是研究激光等离子体冕区相互作用的重要诊断工具之一.我们在中国科学院上海光机所高功率激光物理实验室六路激光打靶装置上建立了一种新型的波长为266nm紫外激光靶针系统,初步利用它测量了玻璃微球靶和微管镁靶的激光等离子体电子密度的空间分布和时间发展过程.可见光探针由于波长较长,在等离子体中的拆射效应明显,故一般只能测量临界密度以下的电子密度,难以适应冕区物理研究的需要.1980年美国利弗莫尔实验室首次研制成1.06μm光四倍频的紫外激光探针,但总转换效率较低,尤其是通过ADP晶体后级信频的转换效率仅达5%.     

片状放大器的静态畸变对激光束质量的影响

用三平板同轴全息干涉仪,研究了通光口径为φ100mm片状放大器的静态畸变对激光束质量的影响。静态畸变主要包括:材料的不均匀性、钕玻璃片表面加工面形不平度和钕玻 璃片由装校引入的形变应力等所产生的波象差。在片状放大器中,钕玻璃片的尺寸比实际通光口径大一倍,因而由装校引入的形变所产生的波象差往往较大,它对激光束方向性的影响很少被人重视。我们用三平板同轴全息干涉仪分别拍摄了He-Ne激光通过无片和有片的片状放大器的全息图,经复元后可计算出静态畸变产生的波象差。材料和加工面形的波象差为定     

实现激光核聚变的一种新方案

1.提出新方案的背景1972年激光向心聚爆解密以来,已有17年的历史.这段时期有关器件、相互作用、聚爆物理的研究集中到一点,即如何有效实现“通过向心压缩,获得高密度,然后中心升温,产生热核聚变.释放出的α粒子,以热核波的形式,加热周围DT燃料,引发整个靶球热核聚变”(下面简称为中心点火).为了俘获α粒子不使逃逸,靶不能设计得太小.热核聚变要求达到10keV高温,这样可算出需要的激光在3～10MJ,而且是高光学质量的.但近两年日本的实验及Hora的理论表明“中心点火”不是最佳方案,也很难实现.实验已观察到且较易实现的是“体点火”,对激光能量要求与“中心点火”同,但光学质量可降低些,这将使器件造价相应下降.     

简并四波混频用于饱和吸收体的性能比较

本文报道了几种可用于钕激光锁模的快速饱和吸收体中ps光脉冲的简并四波混频,利用信号光波的强度和时间分辩特性,比较了Kodak 9740,9860、五甲川和两种新染料HIR1301,HIR1302的性能,首次给出了新染料的弛豫时间,并比较了这些染料直接用于主被动锁模激光器时输出光脉冲的性能。