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镍掺杂二氧化钛薄膜的改性激光等离子体源制备方法及其光催化应用
摘要： 我们报道了一项关于采用激光烧蚀技术制备纯TiO?薄膜和镍掺杂TiO?薄膜的研究。本工作的创新点在于：通过改进的激光离子源，在单一工艺过程中同时实现合成与掺杂——该技术可同步进行脉冲激光沉积（PLD）和低能离子注入（采用后加速方法）。具体而言，以金红石靶材为起始材料，通过PLD法制备了两组二氧化钛薄膜。其中一组薄膜采用20 kV电压加速的镍离子进行掺杂，经法拉第杯测定总注入剂量为1×101? ions/cm2。采用拉曼光谱分析了所得TiO?薄膜的晶相结构。以亚甲基蓝为探针、在紫外光照射下测得：镍掺杂二氧化钛薄膜的光催化活性显著高于纯TiO?薄膜。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、加速器应用、等离子体诊断 - 探针
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过液体中脉冲激光烧蚀制备生物相容性纳米颗粒
摘要： 使用脉冲激光在水介质中制备10-100纳米级球形金属纳米粒子（NPs）在多个科学领域具有重要研究价值。激光能量快速释放至水中固态金属后，在固液界面产生等离子体进而生成溶液中的纳米粒子。粒径分布与溶液浓度取决于三大类参数：激光源特性（波长、脉冲能量、脉冲持续时间）、辐照条件（靶材水深、光斑聚焦、重复频率、辐照时间）以及消融介质环境（水质、溶液浓度、表面活性剂存在情况）。通过优化这些参数可有效控制纳米粒子的平均尺寸、粒径分布及团聚效应。本研究探讨了纳秒脉冲Nd:YAG激光在水相中辐照金属时的纳米粒子生成规律，并采用显微分析与光学表征技术对产物进行了物理特性分析。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生），激光器
更新于2025-09-23 15:21:01
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纳秒激光烧蚀钨等离子体早期阶段轫致辐射发射与光谱的时间分辨研究
摘要： 激光诱导击穿光谱（LIBS）被视为本研究中的关键工具。我们优化了一维气体动力学数值模型，用于模拟纳秒激光烧蚀过程中等离子体早期阶段180-450纳米波段的轫致辐射发射及钨（W）与钨离子（W+）的谱线特征。现有文献中多数研究者更关注特征谱线而忽略轫致辐射连续背景。本研究发现等离子体温度与连续轫致辐射背景存在关联：数值模拟显示激光烧蚀初期以等离子体轫致辐射为主导，但其强度在10-160纳秒区间呈指数衰减；钨原子谱线强度持续增强，而钨离子谱线强度先增后减。实验采用脉宽8纳秒（FWHM）、波长1064纳米的Q开关Nd:YAG脉冲激光研究等离子体发射过程，证实早期烧蚀阶段轫致辐射占主导地位，该结论与数值预测一致。研究同时分析了轫致辐射、钨原子谱线与钨离子谱线的空间积分强度。期望这些结果能为聚变装置偏滤器诊断中LIBS技术的优化应用提供指导。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生），等离子体诊断——带电粒子光谱学
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光氢化金属靶产生的质子束
摘要： 本文报道了一项关于通过激光与氢化固体靶材相互作用产生质子束的研究，该研究有助于开发用于医疗应用（如强子治疗和同位素生产）的新型辐射源。靶材的氢化处理在激光与物质相互作用之前完成。本研究中，我们采用纯钛(Ti)、钽(Ta)和铝(Al)作为固体靶材，首先通过KrF准分子激光（辐照强度I=3×10^7 W/cm2）进行激光清洁处理，随后在持续通入高纯度氢气（HiQ Hydrogen 6.0）的条件下接受激光辐照（1500个脉冲，I=3×10^7 W/cm2）。之后将靶材在氢气流中保持5分钟以促进进一步氢吸附。我们报告了在1.3、2.5和5.0 J/cm2能量密度下进行的激光烧蚀测量结果。数据显示，与未处理的对照样品相比，氢化靶材的质子产额分别提升了25%（钛）、64%（铝）和550%（钽）。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、加速器应用
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光诱导空化：等离子体产生与击穿冲击波
摘要： 激光诱导空化是产生可控空化气泡的有效技术之一，既适用于基础研究，也适用于工程和医学不同领域的应用。然而，由于一系列并发因素，气泡形成和对称性的控制几乎难以实现。特别是，需要将激光束聚焦在气泡形成点附近，通?；岬贾驴拷庠吹淖缎吻蚰诼愕壤胱犹寤鞔┑奶跫?。随后存在一个有限大小的区域，其中电场可能因多种干扰因素而波动，从而导致可能的等离子体碎裂和等离子体强度变化。这种不规则性可能引起后续气泡动力学中的不对称性，如果寻求可重复的条件，这通常是不希望的效果。 在本文中，通过高速成像和击穿时产生的冲击波系统的强度测量，分析了击穿等离子体的结构及随后的气泡动力学。研究发现，可以通过调节系统参数来优化可重复性和球形度。特别是，当在击穿阈值能量下产生点状等离子体时，几乎可以确定性地实现对称的反弹动力学。球形对称性也受到大聚焦角度与相对较大脉冲能量结合的青睐，然而，这一过程仍保留显著的随机性。在这些特殊条件之外，发现细长且通常呈碎片状的锥形等离子体形状与各向异性和多次击穿冲击波发射相关联。
关键词： 高速成像、激光诱导空化、气泡动力学、击穿冲击波、等离子体生成
更新于2025-09-12 10:27:22
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神光二号升级激光装置用紧凑型脉冲强磁场发生器
摘要： 本文介绍了一种用于神光-II升级激光装置（上海）磁化激光等离子体实验的紧凑型脉冲强磁场发生器。该脉冲磁场装置在40千伏放电电压下可产生峰值电流45千安、上升时间480纳秒的脉冲，时间抖动约100纳秒。采用直径12毫米的双绞线圈时，峰值磁场可达9特斯拉。研究团队专门设计了可调谐传输线，实现电容器组与磁场线圈的灵活连接。该装置与激光装置的特殊靶室兼容，通过置于靶室内的三维电动平移台可单独调节线圈组件（横向调节范围10厘米、纵向1厘米，精度达6微米）。采用高压电触发火花间隙气体开关降低了装置操作复杂度与占用空间。接地与屏蔽结构确保了与靶室的优良电磁兼容性。该设备已成功应用于激光装置开展的磁化激光等离子体实验。
关键词： 特种电缆、脉冲电源、等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）
更新于2025-09-12 10:27:22
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极高过电压下纳秒放电产生等离子体的机制比较
摘要： 采用一维粒子模拟蒙特卡洛碰撞模型，对比研究了极高过电压下氮气中纳秒级放电起始的两种机制。第一种机制中放电由阴极附近初始注入的电子引发，第二种机制则通过阴极场致电子发射启动放电。研究表明两种机制均呈现由阴极-阳极间隙内产生的逃逸电子主导的放电演化过程，后者会促进快电离波从阴极向阳极传播。但两者存在显著差异，这源于阴极-阳极间隙内逃逸电子数量的区别：当考虑场致发射时，会出现虚阴极形成、异常能量电子产生以及接近光速的快电离波传播速度等现象。
关键词： 纳秒放电、逃逸电子、快速电离波、等离子体生成、场致发射
更新于2025-09-10 09:29:36