类锂硅离子的软X射线放大

本文描述了最近进行的复合泵浦类锂硅离子软X射线激光增益实验结果。利用1m消像散掠入射光栅谱仪拍摄了平面硅靶线聚焦激光等离子体在5～12nm波长范围里的光谱。利用线聚焦激光等离子体轴向和非轴向光谱的时间积分强度比求得Si~(11+)5f-3d(8.89nm)和5d-3p(8.73nm)跃迁的增益系数分别为1.4和0.9cm~(-1);用轴向强度随线聚焦激光等离子体长度的变化得到离靶面300μm处的增益系数分别为1.5和1.4cm~(-1)。     

软X光激光增益实验研究

我们在中国科学院上海光机所的6路钕玻璃激光装置上,取得了复合泵浦类锂Al~(10+)的软X光(10.57nm,15.46nm)辐射的显著受激放大的实验证明.本文报道的软X光激光增益实验是利用6路激光装置中的两束激光合并而成的一束激光完成的.激光经柱面透镜-非球面透镜组合而聚焦到平面铝靶上,焦线长度8mm,宽度约200μm.1064nm激光脉冲由双脉冲构成,单个脉冲的宽度约为250Ps,而两个脉冲的峰值间隔为200ps;激光能量约为20J,聚焦的激光强度约为2.5×10~(12)W/cm~2.实验中使用厚度为1mm的条状平板靶;选择靶的宽度     

快速Z箍缩时毛细管放电软X射线尖峰的激光特性

在低气压(25 Pa)快电流前沿(27 ns)下,利用镀金X射线二极管(XRD)测量获得了毛细管放电软X射线激光尖峰输出.研究该软X射线激光输出特性,为其未来的应用打下基础.低气压和快前沿导致等离子体的快速箍缩,此时激光产生于背景光峰值附近,脉宽1.6 ns.实验测量了快速Z箍缩时激光的束散角和增益特性.采用小孔扫描法,测得激光束散角为5.3 mrad.通过改变增益介质长度的方法,测得介质的增益系数为0.45 cm-1,最大的增益长度积为8.28.此外利用单色仪在46.9 nm处测得了激光尖峰输出.     

激光等离子体诱导靶上电势信号的振荡特性

纳秒脉冲激光烧蚀金属元靶产生等离子体,由于极少量速度较快的电子逃逸造成了等离子体区域出现微量剩余正电荷,并在周围空间激发电场.通过在靶上偏置负高压(0～1 000 V)研究了金属靶由于受等离子体作用而出现的电势变化.实验发现:靶上电势信号整体呈单峰分布,并在早期阶段(＜700 ns)出现强烈振荡现象,振荡频率(约40 MHz)不随靶偏置电压与激光能量发生变化.并首次对该振荡信号的产生机制进行了分析,认为靶上电势振荡是靶材偏置负压与等离子体中的净余电荷相互作用的结果.     

激光诱导Co等离子体电子密度的时间空间演化特性

测定了激光烧蚀Co等离子体中Co原子389.408 nm发射谱线的时间空间分辨发射光谱.由发射光谱线的强度和斯塔克(Stark)展宽计算了等离子体电子密度,并由实验结果讨论了激光等离子体中电子密度的时间空间演化特性.实验结果表明,当延时在100～1000 ns变化时,等离子体中的电子密度变化范围为0.02×1017～0.73×1017 cm-3,在沿激光束方向上,当距离靶表面0～1.8 mm范围内变化时,相应的电子密度ne范围为0.3×1017～0.8×1017cm-3,等离子体电子密度在激光束方向上具有很好的对称性.     

Ar气下激光诱导Cu等离子体电子温度的实验研究

本文从实验上研究了Ar气下激光诱导Cu等离子体的空间分辨发射光谱.在局部热力学平衡(LTE)条件下,根据谱线的相对强度,得到了等离子体的电子温度在104K以上.研究了原子发射谱线强度、电子温度随空间变化的规律.结果表明,通过Cu(Ⅰ)和Ar(Ⅱ)得到的等离子体电子温度随着空间距离的增加都呈下降趋势,具有相同的变化规律.据此,我们可以通过测量背景气体的电子温度来近似判断近靶面未知谱线等离子体的电子温度.     

激光诱导Cu等离子体光谱的空间特性研究

利用Q -开关Nd :YAG激光器产生的 1.0 6 μm、10ns的脉冲激光聚焦在空气中的Cu靶上 ,观测了激光诱导的Cu等离子体发射光谱。采用激光能量为 4 5mJ/ pulse ,分析了波长范围为 4 4 0nm到 5 4 0nm的空间分辨发射光谱。在局部热力学平衡 (LTE)条件近似下 ,根据谱线的相对强度 ,得到了等离子体电子温度约在 10 4K以上 ,给出了靶面附近电子温度和谱线半高全宽的空间演化规律。     

激光等离子体相互作用中的二次谐波发射

为了判别激光等离子体相互作用中发射二次谐波(2ω)的不同机制,特别是研究呈现较复杂结构的2ω谱成分的发射规律,我们已在相当宽的激光强度范围(10~(12)～10~(15)瓦/厘米~2)、不同的激光偏振与各种激光入射角(0°,20°,45°等)情形下,系统地观察了2ω的空间分辨的后向、90°方向散射的谱及其二维分辨的空间发射特性。实验是利用1.06微米、100微微秒脉宽与带宽<1(?)的高强度单束激光照射各种材料(Be、CH_2、Al、Si、Ag、Mo、Ta和Au)平板靶、多层薄膜靶以及几种微球(玻壳、CD_2实心球)靶完成的。激光等离子体相互作用的特性另外还用多种X光、离子、后向反射激光特性以及预脉冲激光方面的诊断进行监测。     

靶的原子成分对飞秒激光等离子体非相干硬X射线的影响

提高飞秒稠密激光等离子体硬 X射线产额方面的研究对于高时间分辨 X射线光谱学、稠密等离子体低核能级的激发和非线性 X射线光学必需的非相干 X射线超短脉冲振荡是有意义的。靶面激光特性 (强度、脉宽和衬比度 )的最佳化和靶材原子序数的最佳选择都可提高X射线振荡的效率。激光辐射转化为软 X射线辐射 (量子能1 .2 ke V以下 )与靶物质原子序数 Z关系的研究已有报道。业已查明 ,软 X射线脉宽与靶类型关系不大 ,约为 4～ 6 ps。 0 .8～ 1 .2ke V范围等离子体的发光度也与靶类型关系不大 ,但是 2 0 0～ 30 0 e V范围内的能量转换效率却有 …     

纳秒激光大气等离子体通道的实验研究

为研究激光击穿大气等离子体通道的长度、寿命及导电特性,应用光束整形的方法将Nd∶YAG脉冲激光2.1 J的能量均匀分布到长度约为1 m的直线上,均匀击穿大气,形成等离子体通道。从空间和时间的角度,分别研究了该等离子体通道的长度、寿命,并使用电学探测手段研究通道的连续导电性。实验结果表明,纳秒激光大气等离子体通道连续导电的空间长度可达80 cm左右,存活寿命在500 ns以上,通道的电阻主要由耦合电阻构成。这些实验结果是飞秒激光大气等离子体通道研究的有益补充,并为大气等离子体通道的应用技术开发提供了实验依据。