基于激光等离子体产生的轫致辐射源实现同核异能素^(152m)Eu的高效激发

同核异能素在宇宙元素合成中发挥着重要作用,并且在控制核能释放方面有潜在的应用。其中,铕(Eu)在现实中有重要的研究意义,例如152Eu被用来做放射性实验的标准源,并且其同核异能态^(152m1)Eu有73%的概率发生β-衰变产生天体p核素钆(^(152)Gd),因此^(152m1)Eu是产生天体p核素^(152)Gd过程中的重要核素。在本工作中,基于激光等离子体产生的轫致辐射源,我们在实验上实现了^(152m1)Eu(45.6 keV,T_(1/2)=9.31 h)的高效激发,其产额能达到8×10^(4)个粒子/发。此外,进一步通过Geant4-GENBOD程序数值模拟了^(152m1,m2)Eu的产额、产生时间以及峰值激发效率随电子温度的演化情况。研究发现,在入射电子电荷量固定为17.6 nC,且当电子温度达到15 MeV时,^(152m1)Eu和^(152m2)Eu的产额趋于饱和,分别为8×10^(6)和2×10^(5)个粒子/发;^(152m1)Eu和^(152m2)Eu的峰值激发效率分别有望达到约10^(17)和10^(16)个粒子/s,其中^(152m1)Eu和^(152m2)Eu的脉宽几乎不变,均为32 ps。超短超强激光技术能够极大提高同核异能素的激发效率,这将为研究宇宙元素合成问题以及控制核能释放应用研究提供一个重要的研究途径。

基于表面等离子体效应的MEMS红外辐射源特性研究

研究了一种新型的基于二维光子晶体结构的表面等离子体共振SPR(Surface plasmon resonance)效应的红外辐射源,该辐射源基本结构为Si-SiO2(650nm)-Cr(100nm)-Au(800nm),并在Au表面刻蚀5μm的周期性排列的圆孔。设计加工了几种不同的结构,包括三种不同的圆孔间距即晶格常数:6μm,7μm,和8μm;四种占空比(圆孔直径与晶格常数之比):3/8,4/8,9/16和11/16;以及三种圆孔排列方式:正方形排列,六边型排列,和带规则缺陷六边型排列。本文采用红外傅立叶测量设备对辐射源进行测试分析,通过该辐射源的红外反射谱表征其辐射性能,并利用FDTD软件进行模拟,和实验数据作了比较。研究结果得出了红外辐射源反射谱波谷位置即SPR共振峰位置,波谷强度即SPR共振峰强度与不同结构参数之间的关系。研究发现该辐射源SPR共振峰位置基本与圆孔间距即晶格常数成正比,正方型排列基本接近于1:1,而六边型排列基本接近于3/2;常规六边型排列比带缺陷六边型排列和正方型排列具有更窄的半波宽和更大的SPR共振强度;随着占空比变大,该辐射源的SPR共振峰强度变大。

强激光产生的等离子体x射线辐射源

通过分析不同功率激光辐照下的等离子体x射线光谱。发现铜等离子体辐射丰富的x射线线谱,其中类氖离子2s^2p^6-2s^22p^53d线最强,处于这种状态离子占据的空间也最大。而对于金等离子体,它主要辐射x射线连续谱且其无论在波长还是在空间才后上强度分布都极为均匀。

用等离子体辐射源建立200～350nm光谱辐亮度副基准

本文介绍了工作在１．０×１０Ｐａ气压下的氩弧等离子体辐射源的结构；局部热力学平衡条件的判断；温度诊断的几种方法及作为２００～３５０ｎｍ光谱辐亮度副基准的原理和实验装置、传递标准氘灯灯组，最后进行的误差分析表明总不确度为１３％。

一种新的可调频等离子体辐射源

本文介绍了一种频率连续可调的等离子体辐射源。它是利用波与相对论等离子体前沿相互作用产生多普勒频移来产生辐射的。针对ＴＥ波与圆波导内低密度等离子体前沿相互作用，本文推导了所产生的辐射脉冲的上移频率、反射效率、传输效率和脉冲长度等计算公式。

激光脉冲对内层等离子体辐射源的影响

本文的基本思想是设计双层金铝薄膜靶以检测激光脉冲宽度与等离子体消融深度的关系 ,找出有效的等离子体加热方法以产生更强更亮的等离子体辐射源。由于有预脉冲激光的存在 ,表层金薄膜首先被消融 ,由主脉冲携带的大能量就能较易穿过表层金等离子体将能量聚焦在内层铝靶上 ,由此产生内层高温等离子体。又由于外层低温等离子体存在 ,其将有效的阻碍内高温等离子体因膨胀而引起的能量损失。对无预脉冲而言 ,直接入射激光能量都沉积在靶表层形成表层高温等离子体。但是激光直接入射而产生的等离子体辐射总强度只比由预脉冲情况下产生的金等离子体辐射强度增加 1 5 %。而预脉冲能量只占激光总能量的 2 %。实验结果显示Al光谱线主要来自类氢 ,类氦离子跃迁。Au等离子体光谱线主要来自它的N带 ,O带和P带谱。我们也观察到一个明显的软X射线短波发射极限。

Z-pinch内爆等离子体时空分辨诊断技术

为了深入认识和理解Z-pinch物理机制并对物理实验进行优化设计，需要研究内爆等离子体及其辐射的时空分布特性诊断技术，建立诊断装置与设备，通过实验研究等离子体内爆时间过程及其空间分布特性，利用所获得的实验诊断数据校核数值模拟程序。简要介绍近几年开展的X光空间积分功率谱测量、X光时间积分针孔照相、X光时分幅针孔照相、X光时间分辨1维空同分布、紫外探针阴影照相等时空分辨诊断技术研究工作，并给出在1～3MA电流驱动装置上进行的喷气和丝阵内爆实验中获得的部分时空分辨诊断结果，包括辐射功率、拉链速度、内爆速度、收缩比等。

丝阵Z-pinch等离子体内爆过程单丝特性研究

研究了丝阵 Z-pinch 等离子体内爆过程中,单丝行为及其物理参数的匹配,X 射线的发射情况,并对单丝的内爆过程进行了数值模拟。利用丝阵 Z-pinch等离子体动力学—维模型,研制了相关的计算程序,对丝阵箍缩匹配关系进行了计算。给出了丝阵初始半径、电流脉冲宽度和峰值电流的匹配关系。还对丝阵内的最小丝间距,材料的选择等的等问题进行了优化研究。

Z-pinch等离子体X射线辐射功率及中子诊断

采用闪烁体加光电管，建立了一套X射线功率谱测量系统，在“强光”1号丝阵Z-pinch实验中，获取了喷气和丝阵负载的X光辐射功率波形。实验表明将X光探测器设置在与主测量管道成90°的分测量管道中，并选用ST-401闪烁体或红光闪烁体为X光/荧光转换材料，能使可见光透过闪烁体而不在闪烁体中有沉积能量。实验中X光探测器的电磁屏蔽也得到了解决。

丝阵Z-pinch等离子体辐射图像

研究了丝阵负载Z-pinch的气化及电离过程、等离子体形成及融合过程、等离子体的不稳定性及其发展、先驱等离子体的产生机制及其辐射特性、双层丝阵负载内外层丝阵等离子体的内爆碰撞辐射过程、内爆聚心时刻X光辐射快速变化过程及能量转换机制。在“强光”1号、俄罗斯S300及ANGARA-5-1装置上获得了较全面地反映内爆物理过程的实验结果。

利用等离子体产生受激辐射

本文介绍了最近几年来以等离子体为基础产生受激辐射源的研究状况.

飞秒激光Betatron辐射源的现状与发展趋势分析

在过去的几十年里,超短超强激光在等离子体中激发尾场加速电子束取得了长足的发展,基于该方式获得的高能电子束可以应用于辐射源的产生,其产生的高亮度强辐射源受到了广泛的关注。介绍了超短超强激光脉冲与低密度等离子体相互作用产生Betatron辐射的基本原理和研究现状;结合X-ray应用需求分析了Betatron辐射的发展趋势,发现迫切需要发展基于紧凑型激光装置的尾场电子加速新方案,以突破Beamloading效应对电量的限制,产生大电量电子束,进而获得高流强的Betatron辐射源;介绍了北京大学颜学庆教授领导的联合团队利用数百TW飞秒激光产生10 nC级大电量高能电子束和单发光子数目为1.0×10^(12)的Betatron辐射源的新方案。

激光等离子体尾波加速器的发展和展望

超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧凑型的加速器和辐射源奠定了基础,也为将来建造基于等离子体的超高能正负电子对撞机和自由电子激光装置提供了可能。对该新型加速器的原理、特点、发展历程,尤其是近十年来的主要进展和未来发展趋势及面临的主要挑战进行简要梳理和介绍。

飞秒激光的等离子体吸收太赫兹特性研究

在利用飞秒激光器产生太赫兹波的过程中,等离子体本身会对太赫兹波能量进行吸收,其吸收特性在太赫兹波雷达探测、等离子体隐身、电磁干扰研究等方面有着广泛的应用前景。结合理论分析设计了一种等离子体吸收太赫兹波的测量系统,提出等离子体粒子间相互碰撞吸收是导致等离子体吸收太赫兹波的主要原因,并在实验测量研究中发现等离子体密度大小、光学透镜焦距长短以及入射飞秒激光与倍频晶体晶轴角度是影响吸收程度的主要因素,这些研究为等离子体吸收应用提供了更加全面的理论支撑,有助于推动太赫兹波技术在军事及民用领域的快速发展。

基于编码源成像的等离子体密度诊断方法

利用探针光编码源成像可对丝阵负载Z箍缩等离子体内爆实验进行冕区密度诊断,基于阴影像系统,在光路靶区前设计增加一块线阵编码板对入射探针光波前空间分布进行改造.通过模拟成像分析了光路布局中物面选择和偏折角提取;在等离子体的最大密度小于临界密度一个量级时Abel变换式可以采用近轴近似,采用对偏折角样点直接三次样条插值和对Abel变换式的分段积分获得等离子密度分布,其与初始密度设定值相比较为吻合;比较编码板不同疏密度时的反演偏差,对于梯度变化平滑的等离子体,即使条纹比较稀疏也能反演得到很好的结果.结果表明:该方法系统简单,对光源和光学器件性能参数要求较为宽松,调试容易,具有很好的测量适应性,可用于等离子体密度诊断.

等离子体气流量对ICP光源工作状态及分析性能的影响

本文从ICP形成的难易程度、炬管的冷却效果,ICP工作状态的变化,分析性能的差异等方面,观察和讨论了等离子体气流量的影响。一、前言 ICP光源的工作状态和分析性能与实验参数的选择有着密切的关系。Fassel认为:如果能够合理选取频率、炬管尺寸和气流模式以保证样品有效地注入等离子体的中心通道,那么剩下来的主要的工作参数就是功率、载气流量和观测高度。以前我们曾对上述三个工作参数进行过实验,但关于等离子体气流的影响并未进行过详细的观察。

基于电子学的太赫兹辐射源

随着太赫兹科学与技术的发展,太赫兹辐射源研究受到越来越广泛的重视.本文对近年来常见的基于电子学的太赫兹辐射源进行综述,包括基于新型慢波结构真空电子器件的仿真设计与实验结果、基于电子回旋谐振脉塞的太赫兹辐射源和基于史密斯-帕塞尔效应的太赫兹辐射源的国内外研究近况,以及基于类等离子体光子晶体的太赫兹辐射源和固态太赫兹辐射源.对太赫兹辐射源在无线通信、成像探测、光谱探测和生物医学等方面的应用进行了展望.

辐射源、光源

O432.1 94031576用于软 X 射线光学技术中的脉冲等离子体源=Thepulsed plasma sources used in the soft X-ray optical techniques[刊,中]/郭玉彬(中科院长春光机所)∥LSI 制造与测试.—1993,14(5).—22～28对国际上广泛应用的几类软 X 线(?)的典型性能参数作了综合比较。