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液体和固体中激光-物质相互作用过程中沉积能量密度的综合表征方法
摘要： 我们提出了一种新方法，用于表征微等离子体生成极端条件下固体和液体中超快激光-物质相互作用过程。通过结合三维传播成像、吸收测量、阴影成像和光声成像技术，我们可以重建材料内部的等离子体电子密度分布、激光脉冲能量密度分布以及沉积能量密度值，并表征激光脉冲的传播机制。该研究概念对于理解超快激光-物质相互作用的物理机制具有重要意义，对激光微加工、生物加工和生物处理的精准控制具有重要应用价值。
关键词： 三维传播成像、光声学、飞秒成丝、激光与物质相互作用、沉积能量密度、阴影成像
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过单脉冲激光干涉直接高通量制备米氏共振超表面
摘要： 具有米氏型电共振和磁共振的高折射率介电超表面在成像、传感、光伏等诸多应用领域备受关注，这催生了对高效大规模制备技术的需求。为此，我们展示了一种利用单脉冲激光干涉技术，将非晶硅薄膜直接图案化为直径数百纳米米氏谐振器阵列的方法。该技术基于激光干涉诱导的退润湿效应——通过精确控制激光脉冲能量，仅需单次激光照射即可在数十微米区域内制备出包含数千个半球形纳米粒子的有序介电超表面。所制纳米粒子展现出与波长相关的光学响应，并呈现显著电偶极特征。通过调节预沉积硅膜厚度，可针对目标可见光及红外波段定制谐振特性。这种直接且高通量的制备方法，为实现空间均匀性超表面器件提供了简便可行的技术路径。
关键词： 直接激光干涉图案化、超表面、激光与物质相互作用、介电纳米结构、硅谐振器、多光束干涉
更新于2025-09-23 15:19:57
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与激光诱导瑞利-泰勒不稳定性相关的纳米皱纹、致密子和皱子：I. 气泡环境
摘要： 我们研究了与多脉冲激光诱导瑞利-泰勒（RT）不稳定性相关的波皱结构新范式在靶面平面光斑环区（C区）的动力学、结构及组织特性。不规则靶面、流体层厚度变化及流体速度差异会影响非线性和色散效应。流体层的不均匀性形成了以"域网络"形式排列（组织）的局部区域。行波皱褶逐渐演化为孤立波，最终转变为稳态孤子波皱图案。这些波皱在类高斯分布光斑的径向方向上形态各异，从类致密孤子到非周期矩形波（顶部表面呈圆弧状）再到周期波不等。通过考虑特定区域的流体条件，这些波皱可与卡东德-佩维肖维里意义下建立的非线性微分方程精确解成功对应。脉冲末期始于外围的冷却波导致密度和表面张力骤增：波皱结构失稳进而破碎。凝固开始时形成的弹性薄层开始收缩，对波皱产生侧向张力。能量在受限边界处的聚焦促使皱粒（wrinklons）作为弹性薄层新型基本激发态的形成。
关键词： 孤立波、非线性波、紧子波、瑞利-泰勒不稳定性、皱波、激光与物质相互作用、偏微分方程
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有精确可控结构的纳米多孔材料对激光的高效吸收
摘要： 通过理论与数值计算研究了高功率纳秒激光脉冲在多孔材料中的吸收过程。分析了多孔靶材的结构特性（如孔径大小和固体单元厚度）对激光吸收的影响。在等离子体流体动力学程序中采用部分均匀化等离子体随时间空间变化的吸收系数，以重现多孔材料中的激光吸收与等离子体形成过程。研究发现，通过优化多孔材料的结构特征可显著提升激光能量吸收效率。当多孔靶材孔径在30-60纳米范围内时，约1000纳米的壁厚可使激光吸收效率提升至90%以上。该研究成果有助于制备高效激光吸收靶材，这对惯性约束聚变和激光等离子体X射线源等先进应用具有重要价值。
关键词： 激光产生的等离子体、激光与物质相互作用、等离子体吸收系数、多孔靶材
更新于2025-09-19 17:13:59
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高能量密度物理与激光技术
摘要： 本文为纪念俄罗斯科学院朗道理论物理研究所创始人兼首任所长I.M. Khalatnikov的周年庆而作。I.M. Khalatnikov创建了一流的科研机构，其研究涵盖广泛领域。该研究所等离子体与激光部门开展等离子体物理问题、激光与物质相互作用、激光应用相关课题及流体力学问题的研究，重点关注强激光辐照下物质在极端条件中的行为表现等固态物理领域。文中呈现多项新成果：金属在双温态（超快激光加热导致金属电子子系统温度远高于离子子系统时）的行为特征；确定延性金属晶体中弹塑性冲击波单波传播模式的存在边界；金属激光烧蚀过程中靶材与周围液体相互作用形成的激光火炬现象；以及等离激元-极化子与激光电磁场干涉导致的非均匀（沿辐照表面）能量耗散所引发的物理力学效应（熔融、毛细作用、再结晶）。
关键词： 激光与物质相互作用、等离子体物理、激光烧蚀、流体动力学、双温态、等离激元-极化子、固体物理、高能量密度物理、激光技术、弹塑性冲击波
更新于2025-09-12 10:27:22