- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
用于暖密物质X射线吸收谱测量的平场软X射线谱仪
摘要： 一款工作于250-1240电子伏特能谱范围的平场软X射线光谱仪被设计并建造，用于研究温稠密物质与高能量密度等离子体物理。该仪器采用掠入射环形镜作为聚焦光学元件，配备2400线/毫米的像差校正变线距凹面光栅作为色散元件，并使用电荷耦合器件作为X射线探测器。通过高功率激光等离子体源和X射线自由电子激光源对色散性能与能量分辨率进行标定，在整个能谱范围内实现了超过370的分辨能力。从激光产生的铋等离子体中测量到250-1000电子伏特范围内的超宽带光谱，经10次脉冲平均后获得130的信噪比。这些结果表明该光谱仪具备开展温稠密物质与高能量密度等离子体单激光脉冲实验的能力。
关键词： 软X射线谱仪、激光等离子体、温稠密物质、X射线光谱学、高功率激光器
更新于2025-09-23 15:23:52
-
背景气体和压力对脉冲激光沉积掺铝氧化锌的影响
摘要： 在室温下进行355纳米激光沉积掺铝氧化锌时，使用压力范围为~10?3帕至133.3帕的背景气体（O?、He或Ar）。通过光学发射光谱（OES）和飞行时间（TOF）测量研究了这些气体及压力对等离子体形成的影响。OES结果显示：O?和Ar中粒子的发射强度在~5帕以上先略微下降后呈指数增长，其中Ar的发射强度最高，O?次之，而He的发射强度较低且对背景气压依赖性弱。TOF测量表明：在约5-10帕范围内，O?和Ar压力增加时离子速度降低，He中的离子速度最高，O?与Ar中的离子速度相近。在2.6帕不同气体中沉积的薄膜样品呈非晶态，而在133.3帕沉积的样品为晶态，其形貌和光学性质随气体类型呈现差异——O?沉积样品具有高透光性，He和Ar沉积样品则含有纳米至微米级结构且透光率<50%。此外，X射线衍射检测到Zn晶粒。
关键词： 脉冲激光沉积、背景气体、掺铝氧化锌、压力、激光等离子体、纳米结构薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
-
直接驱动激光等离子体中的绝对受激拉曼侧向散射
摘要： 受激拉曼散射（SRS）产生的超热电子是当前美国国家点火装置及同类系统直接驱动惯性约束聚变实验的核心关注点——这类电子会穿透并预热靶丸核心，阻碍有效内爆。此类实验中的更高温度与更长尺度长度使SRS比双等离子体衰变更占优势（后者在早期实验中占主导）。特别是当前实验预计将超过绝对拉曼侧向散射的阈值，该过程随后将通过时间增长直至被非线性机制（如热电子产生）饱和而主导相互作用。直至近期，SRS侧向散射分析均针对单束激光入射等离子体的情况，但激光聚变的直接驱动方案采用多束激光驱动内爆。本文提出可适用于任意数量、不同入射角及偏振态光束的分析方法：对于单束光情形，该方法能推导并验证具有物理依据的解析阈值公式；对于多束光及任意取向/偏振的普遍情况，则通过一组一阶线性偏微分方程的数值积分确定阈值。
关键词： 直接驱动、受激拉曼散射、惯性约束聚变、激光等离子体、超热电子
更新于2025-09-23 15:21:01
-
在相对论强度高对比度飞秒激光脉冲作用下超音速氩气射流中形成的软X射线辐射源
摘要： 正在研究设计一种不伴随产生快电子的紧凑型软X射线辐射源的可能性。该辐射源由相对论强度的高对比度飞秒激光脉冲与超音速氩气射流相互作用形成。已找到最佳条件，在此条件下2.9-3.3千电子伏能段的软X射线辐射转换系数可达8.57×10??。
关键词： X射线辐射、气体靶、激光等离子体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
激光等离子体中相对论性镜面反射的反冲效应
摘要： 相对论性反射镜可通过强激光脉冲在低密度等离子体中激发的强非线性朗缪尔波实现。当入射光从相对论性反射镜反射时，会反过来影响反射镜的运动。通过解析方法和粒子模拟研究了相应的反冲效应。研究发现，若入射电磁波的能流密度超过特定阈值，相对论性反射镜会产生显著的反作用并分裂为多个电子层。文中给出了该反射镜的反射系数，以及电磁波电场放大和频率上移的倍数因子。
关键词： 粒子模拟方法、相对论性反射镜、朗缪尔波、激光等离子体、反冲效应
更新于2025-09-23 15:19:57
-
利用朗缪尔探针表征评估激光烧蚀Zr等离子体的电子温度与电子密度及其与表面改性的关联
摘要： 采用Q开关Nd:YAG激光器（532 nm，6 ns）在不同辐照度（8.6至15.5 GW/cm2）下，通过朗缪尔探针技术研究了激光烧蚀锆（Zr）的等离子体参数。所有测量均在超高真空条件下进行，探针与靶材保持4 mm固定距离。通过调节偏压1至75 V，由示波器测量探针对应电流值。根据朗缪尔探针数据的I-V特性曲线，评估了激光诱导Zr等离子体的电子温度、电子数密度、等离子体电位、德拜长度和热速度等参数。研究发现：随着激光辐照度增加，Zr等离子体的电子温度（18-41 eV）和热速度（2.8×10?-4.3×10? cm/s）均呈上升趋势，这归因于能量沉积增加和烧蚀速率提升；但电子数密度在8.6-10.9 GW/cm2辐照度范围内仅从6.5×101?增至6.7×101? cm?3（增幅不显著），当辐照度进一步增至12-15.5 GW/cm2时，数密度反而从6.1×101?降至5.6×101? cm?3，此现象源于厚鞘层形成、双极电场及激光支持爆轰波（激波前沿）的作用。扫描电镜分析揭示了辐照后Zr的表面形貌特征，包括裂纹、脊状结构、锥体和晶粒。高辐照度下脊状结构消失，锥体和裂纹成为主导特征。通过调控等离子体参数可控制材料表面结构化，这在工业和医学领域具有广泛应用前景。
关键词： 电子温度、朗缪尔探针、激光等离子体、等离子体参数、电子数密度
更新于2025-09-23 15:19:57
-
用于材料加工的亚微秒激光脉冲序列：耦合气体动力学与传热建模
摘要： 多脉冲激光材料加工具有广阔前景，因其能更精准控制加工区与热影响区厚度并提升能效。为研究高重复频率下脉冲间相互作用机理，本文提出耦合模型：通过蒸发/冷凝的气动力学边界条件，将靶材传热与蒸汽及环境气体的气动力学过程相关联。针对奥氏体钢基材，分别计算了CO?激光单脉冲（300纳秒）与低强度脉冲序列（10微秒间隔，热效应相当）的作用效果。研究发现：脉冲序列通过靶材热积累产生相互作用，但无法通过气相交互；单脉冲加工时汽化现象更为剧烈。蒸汽发生轻微电离后通过逆轫致辐射吸收红外激光，其吸收系数与蒸汽域光学厚度在单脉冲模式下显著更高。这种吸收会引发光学击穿并触发等离子体屏蔽效应。多脉冲激光加工可有效避免等离子体点燃。
关键词： 激光蒸发、多脉冲激光加工、激光等离子体、传热、气体动力学
更新于2025-09-23 15:19:57
-
利用碳化硅肖特基二极管表征激光产生的纳秒等离子体脉冲
摘要： 采用飞行时间配置连接的碳化硅探测器对纳秒激光脉冲产生的非平衡等离子体进行表征，用于测量等离子体发射的辐射。以10^10 W/cm2强度和200 mJ脉冲能量对不同金属靶材进行脉冲激光辐照。该碳化硅探测器可检测紫外辐射、软X射线、电子及离子。所获等离子体温度量级为数十至数百电子伏特（取决于被辐照靶材的原子序数），离子加速量级为每个电荷态100电子伏特。
关键词： 碳化硅飞行时间探测器，碳化硅探测器，激光等离子体，光峰
更新于2025-09-23 15:19:57
-
亚太瓦超短激光脉冲产生伽马辐射：预等离子体与脉冲持续时间的优化
摘要： 我们报道了一项关于电子在亚太瓦激光脉冲（强度约3×10^18 W/cm2，脉宽50飞秒）与等离子体相互作用下加速的实验与数值研究。通过额外施加脉宽8纳秒、强度约2×10^12 W/cm2的激光脉冲，在钼靶表面形成预等离子体层。研究表明：当纳秒脉冲超前飞秒脉冲15-25纳秒时，若保持能量恒定（相应降低强度至1700飞秒脉宽），轫致辐射γ射线产额会提升超过一个数量级。等离子体的干涉测量数据及光学/γ射线诊断结果表明，此类激光脉冲场中振荡电子对原子的碰撞电离，在电子密度分布形成过程中起关键作用。尽管存在纳秒脉冲影响，仍确定了该效应对放大自发辐射水平的敏感性。数值模拟显示，在大脉宽条件下，电子加速源于激光辐射受激拉曼散射过程中激发等离子体波的断裂效应。
关键词： 预等离子体、亚相对论强度、放大自发辐射、激光等离子体、对比度、电子加速、碰撞电离
更新于2025-09-23 15:19:57
-
真空环境下对聚二甲基硅氧烷进行红外纳秒脉冲激光辐照
摘要： 聚二甲基硅氧烷（PDMS）在真空中经纳秒脉冲红外激光辐照后，当相干辐射超过阈值能量密度时，会诱发非平衡等离子体及材料烧蚀等辐射效应。通过将金纳米颗粒（AuNPs）嵌入聚合物可增强激光吸收。研究对激光产生的等离子体进行了表征，并从质量和能量两方面分析了原始PDMS与含AuNPs的PDMS薄膜的离子发射情况，同时开展了形貌观测、光谱分析及成分检测。该激光处理技术能调控PDMS（无论是否含AuNPs）的性能，在两种情况下均能诱导微晶硅的局部富集。
关键词： 激光烧蚀、聚二甲基硅氧烷、飞行时间、激光等离子体、聚二甲基硅氧烷
更新于2025-09-19 17:13:59