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.     

毛细管放电软X光激光装置固有预脉冲的消除

本文对毛细管放电产生类氖氩46.9nm激光进行了实验研究。实验中发现毛细管放电装置中布鲁姆林(Blumlein)传输线所产生的固有预脉冲对软X光激光的产生及稳定输出都有十分不利的影响。为了消除这种影响,提出了用外加隔离开关和隔离电容的方法消除固有预脉冲。经过实验验证,确定了隔离开关和隔离电容的最佳位置。结果该方法能够有效隔离固有预脉冲,使整个放电装置达到稳定运行。在此基础上,得到并改善了毛细管放电类氖氩46.9nm激光输出。     

毛细管放电抽运软X光激光产生条件的实验研究

实验探索了较低氩气气压下激光产生的条件。利用X射线二极管（XRD）测量了毛细管放电激励类氖氩46．9nm软X光激光的输出。在其他实验参量不变的情况下，改变主脉冲电流的波形，比较了激光尖峰与背景光的相对位置。实验结果表明，当氩气气压为23Pa时，激光产生时间相对于不同的电流上升沿是一个在小范围内基本稳定的值，约为40ns左右；激光尖峰产生于背景光的峰值附近，表明激光尖峰是产生在等离子体被压缩到轴心后的停滞阶段。实验结果证实了只有当等离子体的电子温度、电子密度同时在最佳范围时才能产生软X光激光，并且主脉冲电流对等离子体压缩加热到合适产生激光的电子温度需要一个相对同定的时间；这个时间与主脉冲电流前沿的快慢无关。     

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。