激光靶耦合中受激Raman散射数值模拟研究和对腔靶实验的分析

利用一维半粒子模拟程序,对平面靶和腔靶密度标长的受激Ra-man散射(SRS)进行了数值模拟研究。得到了SRS的线性增长和非线性饱和的细致的物理图像,给出了热电子和超热电子的分布函数、热电子和超热电子温度T_e和T_h以及由SRS产生的超热电子的份额。还利用Raman散射谱推断和分析了等离子体次临界区的密度分布。这些理论结果与神光12号激光器上的SRS和超热电子实验结果合理地符合。     

短波长激光超热电子产生和抑制机理的研究

介绍了在“神光Ⅰ”和“星光Ⅱ”上分别进行的二倍频、三倍频激光照射金盘靶、腔靶、碳氢有机膜平面靶的实验。通过测量硬X光谱推断超热电子特性,结合受激Raman散射光(SRS)和双等离子体衰变(TPD)产生的3/2ω_0谐波的观测,分析各种靶超热电子产生和抑制的机理,并探讨了抑制超热电子的有效途径。     

神光Ⅱ充气黑腔靶受激拉曼散射测量

激光等离子体不稳定性可能是间接驱动惯性约束聚变（ICF）的一个严重问题。本文基于神光Ⅱ钕玻璃激光装置开展了三倍频激光与充气黑腔靶相互作用实验研究,给出了受激拉曼散射（SRS）反射份额和散射光谱测量结果。由于等离子体尺度的变大,黑腔内电子温度较高,SRS增长率大,背向的SRS散射光能量增加,SRS的反射率由标准黑腔靶的0.05%以下增长到1%～1.5%。     

不同黑腔的X光辐射和散射光特性实验研究

在神光Ⅱ三倍频实验中，设计了多种半腔靶构型，研究不同黑腔构型的X光辐射和散射光特性。采用多种探测设备对多角度辐射温度、软X光谱、M带角分布、X光总量、超热电子、散射光、漏激光和受激拉曼散射（SRS）等物理量进行了综合测量，并比较了不同靶型的相关物理量。     

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。     

实验研究靶对超热电子行为的影响

研究了靶材料及靶厚度对超热电子产生机制及空间行为的影响。研究结果表明,在激光以45°角入射的条件下,靶材料对超热电子产生机制无明显影响,但靶材厚度对激光吸收效率有很大影响,而超热电子的空间行为并不随靶厚度变化,主要集中在靶前后表面的法线方向发射。     

超短激光与薄膜靶作用加速产生质子初步研究

物理学家利用高能粒子加速器进行了多方面的研究，但高能粒子加速器庞大且耗资巨大。随着超短超强激光的发展，现在的激光的功率密度可达到10^22W／cm^2。许多实验室利用不同功率密度的激光与固体靶、薄膜靶及气体等相互作用，进行加速产生高能粒子的研究。其中，利用超短超强激光与薄膜薄相互作用加速产生质子是一重要的研究课题，利用超热电子加速产生超热电子，     

与ICF快点火相关的激光等离子体研究

高强度紫外飞秒激光作为ICF“快点火”的点火驱动器具有独特的优势。第一,紫外光具有更大的临界密度,产生超热电子区域更靠近燃料区,这就简化了所有与把能量输运到燃料区的物理过程;第二,按照超热电子温度Iλ2定标率,在“快点火”要求的强度下（1020w/cm2）,紫外光刚好能够产生可以与燃料区高效率耦合的超热电子温度（1MeV）;此外,紫外光具有更好的可聚焦性,在较低的能量下就可以达到要求的强度。目前,大多数关于紫外飞秒激光与固体靶相互作用的研究集中于吸收机制和软X射线方面,关于硬X射线和超热电子方面的研究非常缺乏。Teubner等利用K-α线谱方法研究了KrF激光在固体靶中的吸收和超热电子产生,Broughto和Fedosjevs等研究了脉冲宽度为1～100ps的KrF激光辐照固体靶产生     

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。     

紫外超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子能谱测量

利用电子磁谱仪测量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的条件下,紫外(248 nm)超短(440 fs)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     

超短超强激光与固体靶相互作用所致X射线剂量实验研究

超短超强激光与固体靶相互作用可产生显著的X射线剂量,其辐射防护问题是辐射防护和激光等离子体物理的学科交叉问题,对超短超强激光装置安全运行至关重要。为验证清华大学所提出的剂量评估公式,对超短超强激光与固体靶作用所产生的X射线剂量开展了实验研究。设计了用于屏蔽靶室内超热电子和散射光子的屏蔽结构,仅测量超热电子和固体靶作用所产生的X射线剂量,并开展蒙特卡罗模拟评估其屏蔽效果。基于星光 Ⅲ激光装置对不同激光功率密度（7×1018~4×1019 W/cm2）下不同角度上的X射线剂量开展了实验测量,并与不同的剂量评估公式结果进行了比较分析,实验中还对不同剂量测量探测器的响应进行了比较。计算结果表明,所设计的屏蔽结构能很好地屏蔽超热电子和散射光子。实验结果表明,清华大学所提出的剂量评估公式较文献公式能更好地与实验结果吻合。随激光功率密度的增加,前向的X射线剂量较侧向增加得更快。     

激光波长对超热电子产生影响的实验研究

实验研究了两种波长超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ、248 nm/420 fs/35 mJ)与固体(Cu)等离子体的相互作用,利用电子磁谱仪与成像板探测器测量了激光入射平面内超热电子的能谱与角分布.在无预脉冲、P极化激光45°斜入射的条件下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度分别为46和19.4 keV,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,实验验证了真空吸收定标率Th≈4.11×10-2(Iλ2)1/2.54(keV).等离子体的电荷分离势分别为70和45 keV.     

keV能区单能中子参考辐射场核反应靶设计

质子轰击中等质量靶核是产生keV能区单能中子的一种常用方法。选择⁴⁵Sc(p,n)⁴⁵Ti反应中子源作为keV能区单能中子参考辐射场的中子源,利用FloWizard软件模拟大束流条件下核反应靶的温度分布,分析了影响靶温度分布的主要因素。利用Target程序模拟核反应靶出射中子能谱,分析了不同材料的散射中子本底。同时精细调节5SDH 2加速器端电压,测量了薄靶（Sc）的激发曲线,测量结果与NPL和PTB的接近。     

激光高压状态方程铝铜阻抗匹配靶的理论研究

重点研究了激光驱动冲击波在嵌金层的组合靶中传播规律、金层对超热电子的屏蔽作用和对冲击波的致稳作用。给出了铝铜阻抗匹配靶基底的设计原则。设计了实验用的组合靶及不嵌金层的简单靶。对1989年在“神光”激光器上获取的实验数据进行了理论处理和分析,确认在铜样品中获得了0.8TPa的高压,而且冲击波测量误差≤5％。铝铜阻抗匹配实验取得了成功,得到的铜的高压冲击压缩数据与Nellis等人1988年发表的实验结果(包含地下核爆实验结果)拟合曲线非常接近。     

激光高压状态方程铝铜阻抗匹配靶的理论研究

重点研究了激光驱动冲击波在嵌金层的组合靶中传播规律、金层对超热电子的屏蔽作用和对冲击波的致稳作用。给出了铝铜阻抗匹配靶基底的设计原则。设计了实验用的组合靶及不嵌金层的简单靶。对1989年在“神光”激光器上获取的实验数据进行了理论处理和分析,确认在铜样品中获得了0.8TPa的高压,而且冲击波测量误差≤5％。铝铜阻抗匹配实验取得了成功,得到的铜的高压冲击压缩数据与Nellis等人1988年发表的实验结果(包含地下核爆实验结果)拟合曲线非常接近。     

靶材料与厚度对超热电子行为的影响

无预脉冲、P极化、10MW／cm2的红外（800nm）激光以45°辐照到靶面上,对于固体（Cu、A1）靶,超热电子的产生主导机制为真空加热,实验数据列于表1。     

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。     

中能^12C离子轰击铯靶的超靶余核截面测量

用核化学方法测量了入射能量的４７ＭｅＶ／Ａ＾１２Ｃ离子轰击铯靶的超靶产物钡的生成产额，并用放射化学分离方法和离线γ谱方法进行确定，从测量结果可知，获得的超靶产物的载段都比较大（与低靶产物相比），而且钡同位素的分布峰位的最可几质量数为Ａｐ＝１２９．７±０．２其分布宽度参数σｚ＝２．７６±０．２８。     

包含超热电子输运的激光聚变总体方程组计算方法的研究及其应用

本文的两个主要内容:(1)论述超热电子输运方程的数值解法。超热电子多群扩解方程为退缩抛物型方程,其求解要点是能量空间变换及系数平均,总能空间特殊群处理,隐式差分及求自洽电场的线性分割法。(2)概述了考虑超热电子输运功能的激光聚变总体程序(JB-2)的功能,并列举了符合实验图象的激光平面靶计算实例。JB-2程序已成为高功率激光打靶研究和靶设计的重要工具。     

微通道板在超热电子磁谱仪上的应用

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子,由于激光能量较低(10 mJ),所以产生的超热电