基于多反应通道的高产额激光中子源实验研究

基于超短超强激光的短脉冲中子源是实现超快中子探测的理想中子源。如何提升中子产额是目前短脉冲激光中子源实现应用需求亟需解决的关键问题。提出基于靶背鞘场加速机制和束靶反应方案,采用LiD复合组分靶作为中子转换体,可以有效提升激光中子产额。与常规的LiF转换体相比,除了p-Li和d-Li两个反应道之外,LiD转换体可以多出p-D和d-D两个反应道,因此可充分利用激光加速的质子和氘离子的多反应通道优势来提升中子产生概率。实验结果表明,相比于LiF转换体,LiD转换体可带来中子产额2~3倍的提升,达到5.2×10^(8)n/sr的最高中子产额,并具备更好的前冲性。实验还区分了多反应通道的贡献,证明中子产额提升主要来自于p-D反应。

液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱

在"星光Ⅲ"实验装置上开展皮秒激光脉冲中子源实验,使用液体闪烁体探测器测得较好的中子信号,利用飞行时间法获得中子的能量/时间分布,通过示波器电压时间积分与阻抗之比得到不同能量段的电荷值。建立液体闪烁体探测器Geant4计算模型,通过实际打靶情况与标定情况下液体闪烁体探测器出光口收集到的可见光光子数之比,结合标定的灵敏度数据,获得液体闪烁体探测器对不同能量中子的灵敏度。计算得到源发射的中子能谱,能量在1 MeV以上的液体闪烁体探测器方向测得的中子产额为1.04×108 sr-1。

成像板扫描仪的灵敏度曲线标定

开展了通用公司Typhoon FLA 7000型成像板扫描仪的灵敏度曲线标定实验。利用超短脉冲激光-固体靶相互作用产生的超热电子源同时辐照了成像板与已标定的LiF热释光探测器(TLD),通过相对标定方法得到该扫描仪在光电倍增管不同倍增电压下的灵敏度曲线,并对测得的灵敏度曲线进行了数值拟合。拟合结果表明,灵敏度曲线随电压增大呈双指数规律减小,且与已有文献报道的利用标准放射源标定获得的结果一致。该方法为在无标准放射源情况下成像板扫描仪灵敏度曲线标定提供了一种有效途径。

Imaging Laser wake fields by Thomson Scattering a Co-Propagating Pulse

Thomson scattering imaging (TSI) is proposed and experimentally demonstrated to observe the fine structure of the laser wake field. By Thomson scattering a co-propagating laser pulse, we obtain clear images indicating that the wake field is like an acaleph swimming behind the pump laser. The wavelength of the wake field observed at different electron densities agrees well with the theory. Since no mathematics transformation is involved, TSI could be potentially used as an online monitor for future 'tabletop' plasma accelerators.