介绍了在毛细管放电实验中采用预脉冲开关,成功地抑制了由于采用Blumlein传输线作为电流脉冲成形线时存在的前置固有脉冲对Z箍缩过程的破坏。同时成功地加载了预脉冲,建成了毛细管放电X光激光装置,实现了类氖氩46.9 nm软X光激光输出,准确地测量了激光波长,并对激光的一系列特性,包括激光的方向性、增益特性和束散角等进行了实验研究。这一装置提高了Marx发生器的使用效率,为进一步实现毛细管放电装置的小型化提供了一条有效的途径。此外还介绍了毛细管放电抽运机制可能的应用。

自软X光激光发现以来，实现低激发阈、台式软X光激光一直是一个十分重要的研究方向。利用毛细管放电激励产生软X光激光，是实现台式软X光激光的主要方案之一。实验采用20 cm长的毛细管，利用X射线二极管(XRD)探测了毛细管放电抽运软X光46.9 nm激光输出。研究表明，放电电极的材料并不是影响激光输出质量的决定性因素。但考虑到电极元素的飞溅，在长时间的实验研究中，选择钼电极更为有利。电极形状在放电过程中只影响预脉冲的导通情况，而对激光影响并不大。在更长毛细管的实验中，选择锥状端面的电极将有利于预脉冲的导通，以便获得激光输出。

在低气压(25 Pa)快电流前沿(27 ns)下，利用镀金X射线二极管(XRD)测量获得了毛细管放电软X射线激光尖峰输出。研究该软X射线激光输出特性，为其未来的应用打下基础。低气压和快前沿导致等离子体的快速箍缩，此时激光产生于背景光峰值附近，脉宽1.6 ns。实验测量了快速Z箍缩时激光的束散角和增益特性。采用小孔扫描法，测得激光束散角为5.3 mrad。通过改变增益介质长度的方法，测得介质的增益系数为0.45 cm-1，最大的增益长度积为8.28。此外利用单色仪在46.9 nm处测得了激光尖峰输出。

毛细管放电软X光激光方案是实现小型、台式、高效、经济适用的X光激光器的新途径。为获得稳定而较大的激光能量，对激光输出所依赖的众多参数进行优化是实验研究不可或缺的步骤。主开关结构直接决定着主脉冲电流的波形，继而影响激光输出。经过对三种主开关结构进行实验研究，结果表明：改进的并联金属棒支座圆环-小圆盘型主开关的导通电感比较合适，可产生较好的主脉冲电流。主脉冲电流和激光输出的平均值比改进前分别提高了4%和31%，而出光率比最初的金属圆筒支座圆环-大圆盘型主开关提高了60%。改进的主开关在获得稳定而较大输出能量的情况下仍然继承了金属圆筒支座圆环-小圆盘型主开关的高耐压性，同时保持了激光束较小的脉宽。

研究了预、主脉冲延时这一敏感参量在低气压下对毛细管放电类氖氩46.9 nm软X光激光的影响。实验表明,采用长度20 cm(钼电极长4 cm),直径3 mm的陶瓷毛细管,当主脉冲电流峰值稳定在20～21 kA,氩气气压为38 Pa时,激光输出对应的预、主脉冲延时范围为2.5 μs<τ<12.5 μs,获得较大激光输出的延时范围为3.5 μs<τ<8.5 μs,延时5.8 μs时获得了最大的激光输出。随着气压的缓慢增加,出现最大激光输出的延时也逐渐增大。实验也证实了不同的气压有其特定的延时范围,但差别较小。

本文对毛细管放电产生类氖氩46.9nm激光进行了实验研究.实验中发现毛细管放电装置中布鲁姆林(Blumlein) 传输线所产生的固有预脉冲对软X光激光的产生及稳定输出都有十分不利的影响.为了消除这种影响,提出了用外加隔离开关和隔离电容的方法消除固有预脉冲.经过实验验证,确定了隔离开关和隔离电容的最佳位置.结果该方法能够有效隔离固有预脉冲,使整个放电装置达到稳定运行.在此基础上,得到并改善了毛细管放电类氖氩46.9nm激光输出.

对毛细管放电产生类氖氩46.9 nm激光进行了实验研究,发现毛细管放电装置中布鲁姆林传输线所产生的固有预脉冲对软X光激光的产生及稳定输出都有十分不利的影响。在理论上,用雪耙模型计算并证明了固有预脉冲对毛细管均匀预电离的破坏作用,而在主电流脉冲到来之前能否均匀地预电离毛细管所充气体是能否产生激光的关键条件。为了消除固有预脉冲的影响,使用了外加隔离开关和隔离电容对装置进行改进。实验证明,该方法能够有效隔离固有预脉冲,使整个放电装置达到稳定运行。在此基础上,得到了毛细管放电类氖氩46.9 nm激光输出,并实现了激光稳定输出,输出强度变化范围小于28%。

实验探索了较低氩气气压下激光产生的条件。利用X射线二极管(XRD)测量了毛细管放电激励类氖氩46.9 nm软X光激光的输出。在其他实验参量不变的情况下,改变主脉冲电流的波形,比较了激光尖峰与背景光的相对位置。实验结果表明,当氩气气压为23 Pa时,激光产生时间相对于不同的电流上升沿是一个在小范围内基本稳定的值,约为40 ns左右；激光尖峰产生于背景光的峰值附近,表明激光尖峰是产生在等离子体被压缩到轴心后的停滞阶段。实验结果证实了只有当等离子体的电子温度、电子密度同时在最佳范围时才能产生软X光激光,并且主脉冲电流对等离子体压缩加热到合适产生激光的电子温度需要一个相对固定的时间；这个时间与主脉冲电流前沿的快慢无关。

介绍了主脉冲和预脉冲的产生电路、预-主脉冲延时触发的方案以及对预-主脉冲的联调结果.毛细管放电X光激光装置经改造后,抑制了原有电流幅值过大的预脉冲,外加预脉冲发生器可以提供幅值几十A的预脉冲.预-主脉冲的联调结果表明,预脉冲的电流为20A,主脉冲的第一个峰的峰值电流为40.1KA,前沿为26.6ns,脉宽38ns,预-主脉冲之间的触发延时在3～50μs之间可调.

以预-主脉冲方式工作的激励软X光激光毛细管放电装置,其预-主脉冲先后触发时间间隔的控制,直接影响了泵浦能量转换为X射线激光能量的效率.运用光电耦合及脉冲变压器隔离等技术,将集成芯片构成的延时电路用于快速高压放电装置中.实验结果表明,预-主脉冲协调工作,延时触发2～50μs,为产生软X光激光提供了条件.