等电子谱线法诊断等离子体电子温度实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上对Mg/Al混合材料平面靶和Mg/Al示踪层金盘靶进行三倍频激光打靶实验,用平面晶体谱仪测量靶材料发射的X光光谱,获取了示踪离子谱线实验数据.采用多组态Dirac-Fock方法计算所需原子参数,并在局域热动平衡条件下建立了双示踪离子谱线强度比随电子温度变化关系.在此基础上由双示踪元素等电子谱线法确定了Mg/Al混合材料平面靶及金盘靶激光等离子体的电子温度.

激光等离子体喷射空间特性实验观测

用１．０５３μｍ的高功率激光辐照不同类型的柱形腔靶，采用空间成像技术分别获取激光注入孔、腔内和输运口等离子体喷射空间分辨图像，对激光等离子体喷射空间特性进行了实验观测。还采用了平面靶和特殊构形的转换体靶观测等离子体喷射行为。本文给出了实验中获得的典型结果，并对这些结果进行了简要的分析讨论。

软X光谱学光子筛衍射特性的实验表征

概述了谱学光子筛的设计原理,计算了其透射率,并对设计的软X光谱学光子筛的衍射模式在光学波段进行了模拟计算和实验表征。结果表明,这种新型色散元件具有良好的、与设计预期一致的单级衍射特性,3级及以上的高级衍射能被有效抑制。与传统的透射光栅和以前设计的单级衍射光栅相比,新设计的软X光谱学光子筛更易于实现自支撑,可望在极紫外和软X光谱测量过程中得到广泛应用。

用于X光激光实验的离轴球面反射镜线聚焦系统的研究

本文对用于Ｘ光激光实验的离轴式线聚焦光学系统作了详细的理论与实验研究。该系统已成功地用于“星光Ⅱ”激光装置的Ｘ光激光实验研究。

ICF平面低温冷冻靶系统的初步设计及应用

利用Gifford-McMahon(G-M)制冷机提供低温源,研制了平面低温冷冻靶系统。该系统最低温度可以达到10 K,制冷功率随温度降低而降低,制冷速率可控。其中,在18.6 K其制冷功率可以达到6.5 W;在14 K其制冷功率为3 W。利用该系统,初步开展了氩、氢的冷冻实验,并研究了温度对激光惯性约束聚变靶丸结构的影响。获得了氩、氢平面低温冷冻靶,并观察到了低温诱导聚变靶丸形变现象。

离轴光线对电光晶体退偏的影响

对离轴光线通过电光晶体时产生的退偏情况作了理论和实验研究。理论计算表明:当晶体厚度一定时,退偏损耗在一定范围内随离轴角度的增加而增加,随着入射光偏振方向偏离竖直方向的增大而增大。采用厚度为10mm的KDP晶体,实验测试了入射光偏振方向在竖直方向以及同竖直方向成45°时的退偏损耗。实验结果与理论计算的结果符合较好。

基于光子筛的软X光谱仪

介绍了采用新型软X光谱学光子筛作为分光元件的软X光谱仪的原理和结构参数设计。新谱仪理论测量范围为100eV～2keV,光谱分辨力达0.35nm。应用该谱仪在SILEX-Ⅰ装置上测量了飞秒激光与固体铜靶相互作用产生的X射线发射谱。实验结果表明,该谱仪主要性能指标达到设计要求,适合于激光与等离子体相互作用产生的软X射线研究。

ICF中子发射时间诊断

对ICF中子发射时间的诊断技术进行了研究,研制了基于快闪烁体和微通道板式光电倍增管的中子发射时间探测器。在某大型激光原型装置上进行了中子发射时间的实验测量,成功获得多发实验的中子发射时间与打靶激光脉冲的时间及中子发射时间之间的关系。实验结果表明:中子发射时间探测器对DT中子和DD中子都能够响应,中子产额测量下限达到107,时间测量不确定度小于20ps;CH烧蚀层越厚,中子发射时间越长。

光学成像法和穿孔法测量飞秒激光焦斑特征

超短超强激光焦斑参数的精确测量是深入开展精密物理实验的前提。在SILEX-Ⅰ激光装置上,采用光学成像法和穿孔法测量了μJ级能量下的激光焦斑特性,采用光学成像方法得到了激光主瓣大小及能量集中度信息,通过穿孔法得到了激光能量透过率与不同大小孔径的关系曲线,并对两种方法得到的测量结果进行了比对研究。研究结果表明,光学焦斑测量法和穿孔法都可以比较准确地反映激光焦斑的能量分布情况,得到的能量分布偏差小于10%。

用于激光尾波场中电子束电荷测量的积分束流仪标定

利用数字信号发生器及示波器对积分束流仪(ICT)的输入输出特性进行了标定,给出了不同脉冲宽度及幅度的输入信号与ICT输出结果的电荷量比值关系、输入脉冲对ICT的输出脉冲宽度的影响以及ICT对连续脉冲信号的输出响应等。标定结果显示:ICT的输入输出满足很好的线性关系;当输入连续脉冲的间隔小于一定程度时,ICT将会视为一个信号输出;ICT的输出脉冲形状及脉冲宽度与输入信号的形状及幅度无关。

准随机点阵二值化Gabor波带片聚焦特性的数值计算

Fresnel波带片有多个焦点,作为单色器波长选择元件使用时会受到高级衍射的影响。而Gabor波带片只有一个焦点,有更好的聚焦特性,但制作难度较大,准随机点阵二值化Gabor波带片概念的提出则解决了这个问题。介绍了准随机点阵二值化Gabor波带片的设计,并利用优化的程序分别对Fresnel波带片和准随机点阵二值化Gabor波带片的聚焦特性进行了模拟计算,通过对计算结果进行分析比较,发现准随机点阵二值化Gabor波带片具有抑制高阶衍射的特性。

啁啾堆积脉冲传输过程中的小尺度自聚焦效应

研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明：随着子脉冲带宽的微小变化,啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5-3.0倍;当子脉冲间存在着随机相位扰动时,啁啾堆积的峰值功率约为相同输出能力窄带脉冲功率的3倍。建立了啁啾堆积脉冲的时空非线性传输放大模型,模拟得到堆积脉冲传输过程中的非线性增长因子,并与相同能量的窄带脉冲进行了比较,揭示了啁啾堆积脉冲在高功率激光装置中的传输放大过程中出现的一些新现象以及可能导致的后果。

软X光能谱仪探测元件晌应曲线标定

报道了软X光能诺仪探别元件的能量响应曲线标定工作．实验利用北京同步辐射装置-3W1B束经及反射率计靶室，在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下，在150—1500eV能区的四个能段，做了铝阴极X射线二权管、滤光片及擦入射平面反射镜能量响应标定实验，通过实验数据比对及分析，最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围。

超热电子产生Kα辐射的参数影响

超短超强激光与固体靶相互作用,可以产生大量的Kα特征谱线发射。这种Kα线光源在背光照相、医学成像和超快诊断等方面具有显著优势。为了寻求获得Kα线高产额的方法,利用ITS蒙卡模拟程序,对超短超强激光产生的超热电子在固体靶中产生的Kα线发射进行了模拟。系统研究了Kα线发射强度随出射角度、靶厚度和超热电子温度等参数的变化情况。研究发现在恒定的激光功率密度或超热电子温度下,存在最佳的靶厚度,使得Kα线光子产额最大,并用模拟结果对已有实验数据进行了解释。

双荧光层靶Kα线强度比诊断靶内超热电子温度

利用双荧光层复合靶产生的Kα特征线强度比诊断了靶内超热电子的温度,即通过实验测量复合靶中两种不同材料荧光层辐射出的Kα特征线强度比,结合ITS3.0程序模拟结果,对超热电子温度进行诊断。将诊断结果与实验中利用电子磁谱仪测量的超热电子温度进行了比较,二者基本一致。结果表明,选取适当的荧光层靶厚,可以利用双荧光层复合靶产生的Kα特征线强度比对靶内的超热电子温度进行诊断。

超短超强激光与薄膜靶作用的光学光谱

在SILEX-Ⅰ超短超强激光装置上,研究了30 fs,1.0×1019W/cm2超短超强激光脉冲与薄膜靶作用产生的发射光谱。对于3μm厚的铜靶,在激光沿靶面的镜面反射方向观测到二倍频和3/2倍频光谱,且都发生了红移。由红移量推测出等离子体反射面的后退速度约为2.6×108cm/s。对于200 nm厚CH靶,沿激光传播方向观察到超连续光谱,光谱波长范围从约300 nm延伸至约940 nm。利用MULTI-1D流体程序,模拟了超强激光的预脉冲与薄膜靶相互作用过程,结果表明,预脉冲对预等离子体的密度分布有显著影响,是导致实验观测光谱差异的原因。

强激光超高斯光束形成的自聚焦环的分裂与抑制

通过数值求解非线性近轴波方程 ,详细描述了在钕玻璃介质中传输的强激光圆对称超高斯光束形成的自聚焦环 ,并展示了初始光束受到扰动引起环分裂的现象。对于峰值光强一定的光束 ,合理地选择其阶数和宽度 ,可以降低自聚焦成环效应 ,从而降低因自聚焦环分裂在光束边缘出现的细光束对介质造成的成丝破坏。

金属Pd薄膜的超临界流体沉积制备及其结构表征

用超临界流体化学沉积法以有机金属化合物为前驱物制备金属单质薄膜.超临界CO2为溶剂,六氟乙酰丙酮钯(Pd(Ⅱ)(hfac)2)为前驱物,在温度为100℃、压力为12—18MPa、反应时间为10—20h的条件下,经过H2气催化还原在单晶Si片上制备金属Pd薄膜,薄膜均匀且连续,厚度为0.3—1.5μm.经X射线光电子能谱和X射线衍射谱分析可知,沉积的薄膜为金属Pd单质晶体结构.扫描电子显微镜研究结果表明,沉积压力对薄膜的晶粒尺寸有很大的影响.当沉积压力为12MPa时,得到的薄膜晶粒尺寸为30—60nm;当压力为15MPa时,得到的薄膜晶粒尺寸为90—120nm;当压力为18MPa时,得到的薄膜晶粒尺寸为150—180nm.在温度一定的条件下,压力越大,晶粒尺寸越大.利用相同的沉积条件,在内径约为0.6mm,长度约为1mm的相对封闭金柱腔内表面沉积得到Pd薄膜.