毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

针对目前毛细管放电X光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题,提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲,再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器,产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10～50A,持续时间约17μs的方波预脉冲电流,来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。

毛细管放电X光激光装置设计及分析

在现有一台Marx发生器装置的基础上设计了一套完整的毛细管放电X光激光装置,包括Blumlein传输线、毛细管放电室、测量系统、主开关以及与真空系统、充气系统、Marx发生器的连接等部分.为弥补Marx发生器输出电压较低这一不足,达到足够的电流和电压,在设计过程中,对装置的各项参数进行了细致的计算和选取,并给出了预、主脉冲对毛细管放电的结果.

台式毛细管放电X光激光装置调试实验

对自行研制的台式毛细管放电X光激光装置进行了系统调试 ,在充氩气毛细管负载下 ,输出电流 38kA ,电流脉冲前沿 4 0ns ,并对有关问题进行了讨论。

毛细管放电泵浦软X光激光装置

脉冲功率技术在激光领域中得到广泛的应用 ,文中介绍毛细管放电泵浦软 X射线激光的机理及据此要求设计的高压大电流快脉冲放电泵浦软 X射线激光装置的概况。该装置利用 Blum lein线作为形成线 ,以提高输出电压幅值。采用在一个毛细管中插入不同长度的电极方案 ,解决了不同毛细管长度维持放电回路电感不变的问题。经调试该装置输出电流 38k A、脉冲上升前沿 4 0 ns,满足了泵浦类氖氩 4 6 .9nm激光要求。为了在主脉冲前毛细管中产生均匀的等离子体 。

激励软X光激光的毛细管预-主脉冲放电装置

介绍了主脉冲和预脉冲的产生电路、预 主脉冲延时触发的方案以及对预 主脉冲的联调结果。毛细管放电X光激光装置经改造后 ,抑制了原有电流幅值过大的预脉冲 ,外加预脉冲发生器可以提供幅值几十A的预脉冲。预 主脉冲的联调结果表明 ,预脉冲的电流为 2 0A ,主脉冲的第一个峰的峰值电流为 4 0 .1kA ,前沿为 2 6 .6ns ,脉宽 38ns,预 主脉冲之间的触发延时在 3～ 5 0

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。

用于研究X射线激光的毛细管快放电技术及装置

基于一维磁流体力学(MHD)计算码对毛细管Z-Pinch等离子的数值研究,设计和建立了用于研究软X射线激光放大的高压大电流快速毛细管放电装置,并分析了有关的重要技术。

毛细管放电X射线激光研究进展

近年来 ,毛细管放电X射线激光研究工作十分活跃 ,为短波长激光的研究带来一种全新的概念。较为详尽地总结了这一领域所取得的主要进展 ,并说明今后发展要注意的问题。

毛细管放电类氖氩X光激光中的准稳态增益

利用与全时间相关速率方程组相耦合的一维辐射磁流体力学程序 ,对类氖氩毛细管放电产生 X光激光全过程进行了数值模拟 ,并根据模拟结果 ,深入细致地分析了产生 4 6 .9nm激光线的增益过程 ,指出其较高的增益来自类 Ne离子的高布居和电子温度密度瞬变 ,这与稳态时的低增益情况很不一样 ,通过原子动力学层次的分析 。

毛细管放电复合X光激光机制的理论研究

以毛细管放电泵浦产生的 Ｃ 等离子体中，复合机制产生类 Ｈ Ｃ 离子 ３ｄ５／２ －２ｐ３／２跃迁激光线为例，研究毛细管放电复合 Ｘ 光激光中的物理机制。提出在 Ｃ 气中掺入适量的惰气来抑制等离子体被压得过细以至密度过高；在设计实验方案时，应该使等离子体在电流峰值之后进入膨胀冷却阶段；还要适当降低毛细管中等离子体初始密度以增大毛细管半径，使工艺上更容易实现。

毛细管快放电激励X光激光实验设计

近年来 ,有关利用毛细管放电激励产生X光激光的研究十分活跃 ,国际上已经取得了许多显著的成果 ,并且正向实现实用化Table topLaser发展。作者首先介绍了毛细管放电激励X光方案的原理及国内外的重要进展 ,在对两种典型机制的分析的同时 。

放电参数对毛细管放电泵浦的软X射线激光的影响

以哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室中的Marx发生器的放电脉冲波形为基础,理论上模拟计算了在不同放电参数下充氩气的毛细管放电产生的等离子体状态和类氖氩离子3p-3s跃迁线的增益系数的时空演变过程.中心模型中,选取内径为3.1 mm的陶瓷毛细管并充入初始密度为1.07×10-6g·cm-3的氩气,电流脉冲峰值为27.81 kA,脉冲宽度为61.4 ns.改变放电参数进行模拟,结果表明:上升前沿越陡,则增益系数越大,电流脉冲上升时间在20～40 ns,电流峰值在25～40 kA,电流脉冲宽度在50～70 ns范围内,毛细管放电产生的等离子体状态比较理想,可获得较高的增益系数.

毛细管放电类氖氩46.9nm软X光激光谱线的分辨

毛细管放电46.9 nm软X光激光以高温高密度氩等离子体作为激光增益介质,在46.9 nm激光谱线附近会出现大量的背景光谱,这对于进一步研究激光及其应用极为不利。本文实验研究了不同气压下毛细管放电输出激光的情况,发现低气压下适于产生激光的氩气气压为38 Pa,此时激光信号最大。随着气压的增加,激光信号减小。当气压达到65 Pa时,激光信号完全消失。由于气压相差不多,2种情况下的背景光基本相同,可作为分辨激光谱线时的参考光。利用平焦场光栅谱仪并采用胶片测谱法,分别用胶片记录38 Pa和65 Pa氩气的激光谱线。对比曝光并冲洗后的胶片可找到46.9 nm谱线的大致位置。用黑度扫描仪对冲洗后的胶片进行扫描,再与He+和Ar8+的标准定标谱线比较,经过对谱线的相对位置和强度的分析,最终分辨出46.9 nm软X光激光谱线。

毛细管放电X光激光中的预脉冲研究

为研究毛细管放电X光激光中预脉冲放电对增益的影响,用简化的XDCH程序,模拟计算了聚乙烯毛细管充Ar气、2μs脉宽的预脉冲放电过程,把预放电之后的等离子体温度、密度和电离度作为初始条件,输入XDCH程序,进行40kA典型主脉冲放电的计算模拟,给出了一些典型预放电幅度下的增益和电子密度分布情况。比较分析的结果发现,对2μs脉宽的预脉冲,100A的电流将得到较好的增益,并且预言激光线时间谱可能出现双峰结构,空间谱会出现环状结构。

Ar气气压对毛细管放电软X光激光输出的影响

Ar气气压是毛细管放电软X光激光研究中的关键参量,其对激光的产生机理和输出等发挥重要的作用。本文通过系统地研究Ar气气压对激光输出的影响,发现当Ar气气压从38 Pa升高到65 Pa时,激光信号的最大输出值确实从~17 V提高到~18.4 V。但前提条件是适当地增大预脉冲电流,并适当地延长预–主脉冲延时,使主脉冲电流能够更充分地利用良好的预电离等离子体状态,获得增益系数较大的激光介质。这些研究工作对进一步优化放电参量,提高激光的输出功率等具有重要的意义。

毛细管放电软X射线激光传播的解析研究

对于电子密度和增益为抛物线分布的等离子体 ,在几何光学的近似下 ,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程 ,并给出了抛物线近似下X射线激光的输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角和折射长度。

激励类氖氩软X射线激光的最佳放电电流波形

为了提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的强度,研究了主脉冲电流波形对等离子体Z箍缩过程、激光的产生时间及激光强度的影响。通过改变主开关导通电感,实现了对主脉冲电流上升沿的改变。随着电流上升沿的增加,激光尖峰幅值减小,激光产生时间增加。实验进一步研究了平均电流变化率对激光强度的影响:在毛细管内径3 mm、管内初始气压30 Pa的情况下,产生46.9 nm激光的最佳平均电流变化率约为7.0×1011A/s。