强激光与粒子束
2021, 33(9): 093004
强激光与粒子束
2021, 33(7): 073004
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
阴极释气电离产生的击穿现象是限制磁绝缘线振荡器(MILO)工作性能的一个可能因素，也是限制其重频运行的主要障碍。利用三维全电磁粒子模拟程序对高功率微波器件MILO中阴极释气电离现象的物理建模技术以及实现三维自洽运算所需的粒子模拟技术进行了分析研究。对不同相对释气率的情况进行了模拟计算，模拟计算结果表明，当释气率超过一定阈值时，电离导致的等离子体会使微波输出功率迅速下降。
磁绝缘线振动器 释气 电子碰撞激发 电离 全电磁粒子模拟程序 magnetically insulated transmission line oscillato outgassing electron impact excitation ionization PIC code 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033023
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
采用准相对论性Hartree-Fock-Relativistic方法与不可分辨跃迁组模型相结合,对Au和Ta元素的类Ni离子的双电子复合速率,以及Au元素类Cu离子的电子碰撞激发速率进行了计算.计算结果表明,对于Au类Ni离子的3d10-3d94l5f-3d104l双电子复合过程以及类Cu离子的3d104l-3d94l5f电子碰撞激发过程,当电子温度高于1.0 keV时,电子离子碰撞激发速率随电子温度增加而增加,双电子复合速率随电子温度增加而减小,并且电子碰撞激发对谱线辐射的贡献要比双电子复合大得多.
金激光等离子体 双电子复合 电子碰撞激发 自离化
用系列程序对掠入射方式驱动亚稳态类镍银碰撞激发机制进行了研究.继低功率密度驱动获得有效增益系数为23.8 cm-1结果之后,在4.3×1013 W·cm-2较高功率密度驱动时,增益区移到驱动激光折返点附近,有效增益系数达到40 cm-1以上,比正入射提高了2.4倍.用50 J激光能量驱动单靶,就能达到有效增益长度积为40的深度饱和增益.
X射线激光 类镍离子 电子碰撞激发机制 亚稳态 掠入射 数值模拟
为了进一步深入理解掠入射驱动碰撞机制的特点与长处,以基频光正入射驱动为参照,用系列程序研究了6 μm和3 μm激光正入射驱动类镍银碰撞激发机制.在波长6 μm的激光正入射驱动下,激光能量直接沉积到增益区,大大提高了增益区的电子温度;以5 J驱动能量,获得有效增益系数为20.7 cm-1的高增益和有效增益长度积为41.4的深度饱和增益,与波长1.053 μm的正入射相比,以19%的驱动能量,使有效增益系数提高了60%.在波长3 μm的激光正入射驱动下,激光能量沉积到增益区附近,大大提高了增益区的电子温度;以15 J驱动能量,获得有效增益系数为21.2 cm-1的高增益和有效增益长度积为42.4的深度饱和增益,与波长1.053 μm的正入射相比,以57%的驱动能量,使有效增益系数提高64%.
X射线激光 类镍离子 电子碰撞激发机制 亚稳态 数值模拟
1 中国工程物理研究院研究生部,北京100088
2 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088
利用准相对论扭曲波玻恩近似加交换方法,在组态平均近似下,系统地计算了类氢、类氦、类锂氩离子n≤6的各组态之间的碰撞激发过程截面,并和已有的理论结果进行了详细的对比分析.计算结果和相对论扭曲波近似的计算结果符合得很好,相对偏差一般都小于10%.由于没有考虑共振效应,计算的结果与强耦合方法的计算结果在入射电子能量较低的情况下有较大偏差,其他情况则符合较好,相对偏差一般在15%以内.该方法可以方便地计算大量应用所需的原子过程参数.
电子碰撞激发 氩离子 准相对论扭曲波方法 Electron impact excitation Argon ion Quasi-relativistic distorted wave method
用系列程序对掠入射方式驱动亚稳态类镍银的碰撞激发机制进行数值模拟.结果发现:与正入射方式相比,掠入射在1.2×1013 W·cm-2低功率密度驱动时,驱动激光能量主要沉积在增益区附近,可以大幅度提高增益区的电子温度,也可以大幅度提高增益系数.通过对预主脉冲时间间隔和掠入射角的优化,采用10.5ns延迟时间和16°的掠入射角,可使有效增益系数达到23.8cm-1,比正入射提高84%.用13J驱动激光能量就可以获得增益长度积为23.8的深度饱和增益.
X射线激光 类镍离子 电子碰撞激发机制 亚稳态 掠入射 X-ray laser Ni-like ion Scheme of electronic collision excitation Quasi-stable state Grazing incidence 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1817
1 中国工程物理研究院研究生部,北京,100088
2 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088
类氖离子的X光激光理论研究可以为类镍X光激光提供有益启示.设计了一系列瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6 nm X光激光的实验,采用2ω1ω泵浦方式,即预脉冲采用倍频钕玻璃激光,主脉冲采用基频,用新开发的瞬态电子碰撞激发类氖锗的系列程序进行了模拟,并与1ω1ω驱动的情况进行了比较.模拟表明,2ω1ω泵浦方案使类氖锗19.6 nm X光激光的小信号增益系数增大为1ω1ω方案的1.6倍,增益区也转移到了更高的电子密度区,是获得更短波长X光激光的一种有效方法.
瞬态电子碰撞激发 X光激光 类氖锗 2ω1ω泵浦方案 Transient collisional excitation X-ray laser Ne-like Ge 2ω1ω pumping scheme
1 中国工程物理研究院
2 研究生部 北京,100088
3 北京应用物理与计算数学研究所 北京,100088
瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量.模拟了脉宽为1 ps,波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光.模拟表明,在临界面附近可以产生高达60 cm-1的增益,还计算了X光激光在等离子体中的传播,计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素.
瞬态电子碰撞激发 增益 折射 X光激光 Transient collisional excitation Gain Refraction X-ray Laser
