基于OFI类镍氪原子参数计算

利用Cowan程序对类镍氪系统的原子参数进行了计算 ,通过自行编制的辅助程序将原来仅以麦克斯韦分布为基础的Cowan程序推广到适用于任意电子能量分布的情形。计算的原子参数主要包括类镍氪系统的能级、振子强度、自发辐射衰变速率、能级寿命等。

光场电离类镍氪等离子体参数研究

计算了１０Ｈｚ、１４０ｆｓ、５０ｍＪ、８００ｎｍ圆偏振光场电离产生的类镍氪等离子体参数，着重研究了电离激光强度对等离子体参数的影响，并由此确定了适合于电子碰撞激发类镍氪３１．９ｎｍ超紫外（ＸＵＶ）激光系统的最佳激光强度。

基于光场感生电离类镍氪系统峰值增益系数的计算

利用自行编制的辅助程序将原来仅以麦克斯韦分布为基础的Cowan程序推广到适用于任意电子能量分布情形下获得的光场感生电离 (OFI)等离子中的一些原子参数 ,在考虑多普勒加宽和自然加宽 ,对离子数密度分别为1× 10 17cm-3 和 3.2× 10 17cm-3 的情况下的类镍氪系统的增益系数进行了估算 ,理论上的峰值增益系数为14cm-1、141cm-1。

类镍氪32.8nm激光系统的增益特性理论研究

为了研究类镍氪32.8nm激光输出所需的等离子体状态,利用Cowan程序计算了类镍氪32.8nm激光系统的有关原子参数。根据能级参数,建立并求解了准稳态近似下的有关能级速率方程,计算获得了激光上、下能级的相对粒子数密度和相对增益系数随电子温度和电子密度的变化规律,并分析了3d94p、3d94d和3d94f组态的能级对激光产生的影响。通过理论计算得到实现类镍氪32.8nm激光输出所需的最佳等离子体状态。最佳电子温度约为75eV,最佳电子密度约为1018 cm-3。计算结果为未来开展毛细管放电抽运类镍氪32.8nm激光实验提供了理论依据。

激光椭偏率对类镍氪系统光场感生电离参数的影响

研究了激光椭偏率对基于光场感生电离(OFI)电子碰撞机制类镍氪(NLK)系统电离参数的影响。计算结果表明,激光椭偏率对NLK系统的电离速率、电离电子剩余能、各电荷态相对集居数随时间的变化以及初始电子能量分布等电离参数的影响较大,圆偏振激光场是实现NLK 32.8 nm X射线激光放大的最佳激励光场。理论计算表明,在圆偏振飞秒激光驱动下,实现NLK 32.8 nm X射线激光放大需要的最低激光强度为3.5×1016W/cm2,最高激光强度为1.6×1017W/cm2,实验估计的激光强度可能在5×1017W/cm2以上。

强激光场中电离电子能量的非Maxwell分布

在强激光场的准静态隧道电离理论模型和准经典阈上电离理论模型的基础上,利用已推导的圆偏振激光场中电离电子能量分布函数,以基于光场感生电离电子碰撞机制的Ni-LiKr-Kr软X射线激光系统为例,从激光与物质相互作用入手,系统地讨论了超短脉冲、超高功率飞秒激光与原子相互作用,导致电离电子能量非Maxwell分布的形成。