作者单位
摘要
1 深圳技术大学 深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室 先进材料诊断技术中心 工程物理学院,深圳 518118
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
3 北京师范大学 天文系,北京 100875
介绍了以强激光驱动电容线圈靶的实验方法产生磁场的基本模型及其发展过程。对比了实验室中常用的三种磁场诊断方法,包含:B-dot、法拉第旋转以及质子背光,发现前两种方法在实验中仅可以获得距离靶较远处的有限个磁场值,通过结合模拟工具获得靶处的磁场值与测量点的值跨越几个数量级,容易产生误差;质子背光诊断可以在实验中获得全局磁场信息,能够较好地满足线圈靶磁场诊断的需求。由于线圈靶磁场强且可持续时间长,在时空分布上具有一定可控性,因此我们将其应用到了磁重联的研究中,并成功获得了重联出流等特征。另外线圈靶在带电粒子的约束和磁流体动力学研究等多方面也得到了应用。
强激光 强磁场 高能量密度物理 intense laser strong magnetic field high-energy-density physics 
强激光与粒子束
2023, 35(2): 021002
作者单位
摘要
北京师范大学 天文系 实验室天体物理研究组,北京 100875
实验室天体物理是交叉于高能量密度等离子体物理学与天体物理学之间的一个新的学科生长点。利用强激光装置可以在实验室创造与某些天体或天体周围相似的极端物理环境,这样的实验条件前所未有,且与天体物理中诸多重要的物理现象直接对应。通过近距、主动、参数可控的研究,实验室天体物理有助于解决目前天体物理和等离子体物理中的一些关键的、共性的问题,并有望取得突破性成果。针对近年来国内外在该领域取得的最新研究进展进行介绍,并就将来可能开展的研究方向进行展望。
实验室天体物理 强激光 磁重联 不透明度 喷流 laboratory astrophysics intense lasers magnetic reconnection opacity jet 
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092003
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院光学天文重点实验室(国家天文台), 北京100012
2 中国科学院大学, 北京100049
3 北京师范大学天文系, 北京100875
4 中国科学院物理研究所, 北京100190
5 大阪大学激光工程研究所, 大阪565-0871, 日本
6 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海201800
7 上海交通大学物理学院, 上海200240
8 高功率激光物理联合实验室, 上海201800
9 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳621900
Magnetic reconnection (MR) is a universal physical process in plasma, in which the stored magnetic energy is converted into high-velocity flows and energetic particles. It is believed that MR plays an important role in many plasma phenomena such as solar fare, gamma-ray burst, fusion plasma instabilities, etc.. The process of MR has been studied in detail by dedicated magnetic-driven experiments. Here, we report the measurements of magnetic reconnection driven by Shenguang II lasers and Gekko XVII lasers. A collimated plasma jet is observed along the direction perpendicular to the reconnection plane with the optical probing. The present jet is very different from traditional magnetic reconnection outflows as known in the two-dimensional reconnection plane. In our experiment, by changing the delay of optical probing beam, we measure the temporal evolution of jet from 0.5 ns to 2.5 ns and its velocity around 400 km/s is deduced. Highcollimated jet is also confirmed by its strong X-ray radiation recorded by an X-ray pinhole camera. With the help of optical interferograms we calculate the jet configuration and its density distribution by using Abel inverting technique. A magnetic spectrometer with an energy range from hundred eV up to one MeV is installed in front of the jet, in the direction perpendicular to the reconnection plane, to measure the accelerated electrons. Two cases are considered for checking the acceleration of electrons. The results show that more accelerated electrons can be found in the reconnection case than in the case without reconnection. We propose that the formation and collimation of the plasma jet, and the electron energy spectrum may be possible directly influenced by the reconnection electric field, which is very important for understanding the energy conversion in the process of MR and establishment of the theoretical model. Finally the electron energy spectra of three different materials Al, Ta and Au are also shown in our work. The results indicate that the higher atomic number material can obtain a better signal-noise ratio, which provides some helpful references for our future work.
磁重联 电子加速 magnetic reconnection electron acceleration 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 165201
尹传磊 1,*李玉同 1鲁欣 1袁大伟 1[ ... ]张杰 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
2 中国科学院 国家天文台, 北京 100012
3 上海交通大学 物理系, 激光等离子体教育部重点实验室, 上海 200240
4 高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
利用“神光Ⅱ”激光装置的两束激光烧蚀半圆柱壳层靶产生了高速等离子体喷流。喷流的参数由光学和X射线诊断测量。喷流是准直的,在真空中传播。一维流体力学模拟被用来间接地计算喷流的速度。喷流的准直可能来源于高Z等离子体的辐射冷却。由于和年轻恒星喷流具有某些几何相似性,实验室喷流对于在实验室中模拟年轻恒星喷流具有潜在应用。
实验室天体物理 等离子体喷流 喷流准直 高功率激光 laboratory astrophysics plasma jet jet collimation high power laser 
强激光与粒子束
2015, 27(3): 032035
董全力 1,2,*王首钧 2袁大伟 2陆全明 3[ ... ]张杰 2,11
作者单位
摘要
1 鲁东大学物理与光电工程学院, 山东 烟台 264205
2 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
3 中国科学技术大学中国科学院基础等离子体物理重点实验室, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室, 北京 100012
5 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
6 中国科学院高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
7 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
8 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所, 浙江 杭州 310027
9 鲁尔大学理论物理研究所, 德国 波鸿 D-44780
10 马里兰大学帕克分校物理系, 美国 马里兰 University Park 20742
11 上海交通大学物理系教育部激光等离子体物理研究重点实验室, 上海 200240
激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征。一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片。另一方面,实验发现存在三个电子扩散区(EDR),这与欧洲空间局Cluster卫星先后在2003年和2005年发现的分别处于地磁尾重联区中间部位及两侧分形线位置的两类EDR结构相似。所不同的是,在激光等离子体磁重联实验中,两类EDR在一次重联过程中产生,但中心EDR出现时间晚于两侧EDR,且其发展速度更快,喷流速度接近或者超过迎流Alfven速度。通过对太阳耀斑附近、地磁尾重联区以及激光等离子体自生磁场重联区位置等离子体的参数比较,显示三者在一定程度上具有Euler-Alfven相似性,这表明可以通过激光等离子体自生磁场的重联过程来研究其他两种等离子体中的磁重联现象。
实验室天体物理 太阳冕区物质抛射 太阳耀斑 磁重联 电子扩散区 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080013
作者单位
摘要
1 中国科学院物理研究所,光物理重点实验室,北京 100080
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学技术国家重点实验室,陕西 西安 710068
3 Laboratoire de Spectrométrie Ionique et Moléculaire,UMR CNRS 5579,Université Claude Bernard-Lyon 1,43,Bd.du 11 Novembre 1918,F-69622 Villeurbanne Cedex,France
4 中国科学院国家天文台,北京 100012
对超强飞秒激光在空气中传输形成等离子体通道进行了系统研究。空气中长等离子体通道的形成主要是由于光学克尔自聚焦效应,等离子体散焦作用和光束衍射之间达到了动态平衡,使超强飞秒激光脉冲在空气中形成数百米长甚至千米量级长度的等离子体通道。我们发展了通道的四种主要诊断方法:声学诊断、荧光探测、电阻率测量和横截面成像方法,这几种方法各有优势,可以互为补充.研究了通道同时伴随的三次谐波辐射,三次谐波具有与基频激光相似的变化规律。从应用角度出发,我们对通道内细丝进行了优化控制,对通道寿命的延长进行了研究,使通道寿命达到了微秒量级。改变激光脉冲的初始啁啾,得到了更远距离处的稳定成丝分布,和最优化的超连续光谱产生,此外,还介绍了激光诱导高压放电的应用研究。
激光技术 等离子体通道 能量背景 通道寿命 三次谐波 高压放电 laser techniques ionized plasma channel energy reservoir plasma channel lifetime third harmonic emission electrical discharges 
量子电子学报
2006, 23(3): 0282

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