本文分别利用Gauss、Lorentz和Voigt函数对10 Pa背景气压下飞秒激光诱导Cu等离子体光谱进行了拟合分析,结果表明,光谱在150 ns内与Lorentz线型符合较好,200 ns后与Gauss线型符合较好, Voigt线型与实验谱线一直符合较好。本文还对等离子体的电子密度和温度进行了诊断,并给出了它们随时间的演化;由发射光谱强度的时空演化,推知了等离子体的空间分布;利用时间飞行谱(TOF)得出了等离子体初期沿垂直靶面的膨胀速度。

强流激光离子源是最有希望为重离子聚变直线感应加速器提供离子的离子源之一。离子源内等离子体决定了离子源性能和引出品质，为了了解强流激光离子源内等离子体参数，采用发射光谱和ICCD成像的方法对该离子源中的等离子体进行了诊断。该离子源由一台四倍频的266 nm Nd: YAG激光器和Cu靶组成，激光束经过透镜聚焦后照射在Cu靶上产生等离子体，激光打靶能量密度约为108 W/cm2，持续时间15 ns。ICCD相机拍摄了激光照射后等离子体的膨胀过程，初始时刻等离子体垂直表面喷射，膨胀速度约为1 cm/μs。光谱仪测量了离子发射光谱，谱线主要由Cu原子的Cu Ⅰ谱线和Cu+离子的Cu Ⅱ谱线组成。采用Boltzmann图法得到膨胀等离子体电子激发温度约为1 eV，采用Stark展宽法得到电子密度约为1016 cm-3。

模拟了强流电子束源阴极表面附近区域数密度约1014 cm-3的等离子体的膨胀过程，观察到等离子体膨胀速度约为1 cm/μs。通过观察不同时刻阴极附近电子和离子的相空间分布、数密度分布和轴向电场分布，分析了等离子体膨胀过程。结果表明:等离子体的产生使得阴极表面电场增强，进而增大阴极的电流发射密度，电流密度增加使得空间电荷效应增强，并使等离子体前沿处的电场减小，当等离子体前沿处的电场减小到零时等离子体向阳极膨胀。讨论了等离子体温度、离子质量、束流密度和离子产生率对等离子体膨胀速度的影响。结果表明:等离子体的膨胀速度随着等离子体温度升高而增大，随离子质量增大而减小，但膨胀速度不等于离子声速；等离子体产生率越小，等离子体膨胀速度越小。

对爆磁压缩发生器中爆炸管2维动力学简化模型进行了模拟计算,分析表明:径向膨胀速度会随径向位置(或者时间)的变化而变化,因此膨胀角也会随径向位置(或者时间)发生变化.对各时间点(或位置点)处的膨胀速度进行了平均,求得理论上的平均膨胀速度,再将该平均膨胀速度与实验测量值进行了比较.模拟结果给出了径向膨胀速度受到端头效应影响的情况,这可为改进实验结果提供参考.由于径向速度与轴向速度的比值一般在5以上,用作爆炸管的物质质量越大,这一比值就越大,因此选择密度较大的金属材料作为爆炸管,可减少滑移.应用2D简化模型计算出的膨胀角数值,与Gurney模型以及1D模型进行了比较,它们之间的差别可能主要来自2D效应.