1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 310027
3 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 621999
提出了一种用于模拟探测光穿过等离子体通道后衍射成像过程的分段衍射模型,该模型考虑了等离子体对探测光的散焦效应。将分段衍射模型与现有计算模型进行对比,并将模拟结果与基于纵向衍射测量法的实验结果进行拟合,获得了不同衍射环结构下的电子密度分布。结果表明:分段衍射模型可以拓展探测范围,实现对较高电子密度等离子体的测量。基于分段衍射模型测量电子密度和光丝尺寸的方法为精确诊断光丝提供了一种新思路。
非线性光学 飞秒激光成丝 等离子体诊断 衍射理论 电子密度 中国激光
2022, 49(24): 2408001
强激光与粒子束
2022, 34(12): 122004
强激光与粒子束
2021, 33(11): 112001
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
2 上海空间推进研究所 上海空间发动机工程技术研究中心, 上海 201112
激光作用锡靶等离子体极紫外光转换效率与等离子体特性密切相关。为了对等离子体特性进行诊断, 设计了一种用于激光等离子体诊断的朗缪尔探针, 取得了不同激光能量下产生的锡等离子体电子温度与电子密度的时间演化。结果表明, 能量为58.1mJ的激光产生的等离子体峰值电子密度约为4.5×1011cm-3, 最大电子温度为16.5eV, 均随激光能量减少而降低, 与发射光谱法所测的电子温度演化趋势一致。该研究为激光等离子体极紫外光源提供了一种新的简单快速诊断方法, 有利于对激光等离子体的极紫外光源的参量进行优化。
激光物理 等离子体诊断 朗缪尔探针 极紫外光刻 laser physics plasma diagnosis Langmuir probe extreme ultraviolet lithography
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
长期以来,惯性约束聚变(ICF)研究软X射线诊断科学仪器设备的元器件标定工作主要依赖同步辐射光源X射线辐射计量站进行。该类装置通常与用于开展ICF研究的大型激光装置分处两地,难以满足ICF研究软X射线元器件实时实地的标定应用需求。另外,由于同步辐射和ICF激光等离子体产生的X射线辐射特性存在较大差异,同步辐射计量站的标定结果事实上也不能完全反映元器件在ICF实验应用中的计量响应特性。本文首先介绍一种基于单光学元件的软X射线紧凑型无谐波光源单色化技术,以此为基础提出研制基于ICF激光等离子体X射线源的同源、同几何位形、双束比较校准的多能量通道光源单色化系统,用于ICF应用软X射线元器件的在线标定。新系统一方面可望满足ICF软X射线元器件实时实地的标定应用需求;另一方面,其提供的标定光束的技术特征将最大可能地接近ICF激光等离子体X射线辐射本身。配备相应的X射线二极管(XRD)和标准探测器之后,该系统将形成一套具有在线自校准功能的新型多通道δ能量响应软X射线能谱仪。
惯性约束聚变 软X射线 标定 激光等离子体 等离子体诊断 inertial confinement fusion soft X-ray calibration laser plasma plasma diagnosis 强激光与粒子束
2020, 32(11): 112007
强激光与粒子束
2020, 32(11): 112001
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
为了研究不同空气压力条件下碳等离子体的动力学特性, 采用发射光谱法对碳等离子体进行诊断。采用1064 nm Nd∶YAG激光器烧蚀碳靶, 测得早期的发射光谱为连续谱, 此时使用黑体辐射公式拟合并推算碳等离子体的电子温度; 当线状谱出现后, 采用玻尔兹曼作图法计算电子温度, 并观察电子温度和电子密度随延时的演化趋势, 以及空气压力对演化的影响。结果表明:不同空气压力条件下, 电子温度和电子密度随延时的变化趋势一致; 随着空气压力增大, 等离子体受到的限制更大, 粒子间的碰撞增加, 导致电子温度和电子密度随之增大; 在0.01 Pa压力下沉积得到了石墨烯薄膜。
激光技术 等离子体诊断 碳等离子体 发射光谱法 电子温度
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
4 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621900
在激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)领域中, 获得具有极高空间分辨率(优于5 μm)的X射线辐射图像, 是研究烧蚀不稳定性、内爆流线等关键物理过程的数据基础。基于掠入射反射式成像原理的Kirkpatrick-Baez(KB)显微成像系统作为一种具有高空间分辨率和集光效率的X射线显微诊断设备, 目前已成为国际ICF装置的X射线关键诊断设备。在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件上开展了KB诊断技术及设备的研究, 在KB系统的光学设计、光学元件和物镜与系统装调技术等方面取得了许多重要进展, 研制了大视场KB、多色KB等高分辨率X射线显微成像系统。这些系统已应用于我国的ICF内爆芯部发光和流线测量、流体不稳定增长测量等实验中, 为关键物理量的测量提供了高空间分辨率的清晰图像。
Kirkpatrick-Baez显微镜 高空间分辨 等离子体诊断 惯性约束聚变 Kirkpatrick-Baez microscope high spatial resolution plasma diagnosis inertial-confinement-fusion 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032013
微波反射成像(MIR)是等离子体湍流扰动诊断中的一种重要手段, 它注重于测量高时空分辨力的二维/三维分布, 实现等离子体空间湍流结构的可视化实时观测, 以获得更为准确的物理信息。针对等离子体诊断要求, 结合托卡马克HL-2A装置的参数, 对具有准光结构的8 mm微波反射成像系统进行了理论计算和仿真设计, 设计出一套准光系统, 为指导微波反射成像的系统设计奠定基础。
等离子体诊断 湍流扰动 微波反射成像 准光结构 plasma diagnosis turbulence microwave imaging reflectometry quasi-optical system
1 中国科学技术大学, 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
2 中国科学院等离子体物理研究所, 安徽 合肥 230031
研制了一台高分辨率极紫外光谱仪, 用于磁约束等离子体诊断。 采用一块具有平场特性的全息球面变线距光栅作为分光元件, 光栅公称线密度为1 200 lines·mm-1, 掠入射角为3°。 一台可深度制冷、 背照式面阵CCD作为光谱探测器, 用机械快门控制曝光时间。 通过CCD在光谱聚焦面的移动, 可以记录的光谱范围为5~50 nm。 用Penning放电光源测试了光谱仪的性能; 利用光源的标准谱线, 进行了波长标定, 波长精度为0.003 nm, 并计算出系统各参数的实际值; 当入缝宽度设置为30 μm时, 在20 nm附近, 光谱分辨率达0.015 nm, 达到设计指标。
光谱仪 变线距光栅 光谱分辨率 等离子体诊断 Spectrometer Varied line spacing grating Spectral resolution Plasma diagnosis 光谱学与光谱分析
2012, 32(8): 2270