强激光场中氘团簇的离子能谱与团簇尺度
我国物理学的发展历程 - 浙江理工大学化学实验教学中心
另一方面 ,中国物理学会在周培源同志的主持 下 ,于 1978年 8月在江西庐山召开了中国物理学会 年会 ,抓住机遇 ,及时恢复了正常活动. 学会通过广 泛深入的开展国内外的学术交流 、推动中国物理走 向国际 ,逐步成为国际物理学大家庭中不可缺少的 、 重要的一员 ,同时大力推进科学普及 、促进物理教学 改革和教学的现代化等活动 ,提高公众对物理学前 沿的了解 ,为繁荣中国物理科学 、营造了良好的环 境. 为纪念前辈在发展中国物理学事业中作出的卓 越贡献 ,培育和激励年轻学者 ,学会还根据有关基金 会的规定 ,先后设立奖励委员会 ,定期评审并颁发胡 刚复 、饶毓泰 、叶企孙 、吴有训和王淦昌物理奖以及 周培源物理奖 . 随着国家科教事业的蓬勃发展 ,中 国物理学会发展成为一个拥有三万四千余会员 , 27 个专业委员会及分会等分支机构的规模较大的学术 团体.
令人遗憾的是 ,近代科学并没有起源于当时经 济科技发达的中国. 中国近代物理学的起步比西方 晚了 200 多年 ! 其中的原因十分复杂 , 需要历史学 家从各种角度 仔细研究才搞得清楚. 可能一方面在 长期封建统治下的伦理道德与文化观念 (唯君是 从 、唯上是从 )不利于近代科学的萌发 ,而清朝“闭 关锁国 ”政策又阻止西方近代科学的传入. 另一方 面我国的传统文化比较强调实用 , 缺乏科学探索的 动力也可能是其中的原因之一. 尽管科学研究与技 术研究在形式和方法上并没有什么不同 ,但技术研 究的动机在于应用 ,而基础科学代表着一种探索 ,其 目标在于揭示和认识客观世界的基本规律 ;它的动 机是求知 、求真 ,对真理的追求 !
【国家自然科学基金】_超强激光脉冲_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
电离 电磁脉冲 电磁孤波 电流脉冲 电子发射 甲烷团簇 环境气体 特性阻抗 激光脉冲长度 激光脉冲强度 激光脉冲信噪比 激光等离子体 测量 氘团簇 气流 气体开关 次稠密等离子体 数值模拟 拟合 抽运-探测 截止能量 强激光 峰型函数 尾场 尺寸测量法 尺寸分布 完全匹配层 多普勒频移 圆偏振 喷气z箍缩 啁啾脉冲放大 吸收边界 反射率 双缝干涉 双温模型 双温方程 压力传感器 准单能 内电离 内爆等离子体 光电效应 光热开关 交叉偏振波 三平板传输线 z箍缩诊断 x射线光谱 x光闪光照相 pts装置 k壳层辐射 bisb薄膜
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
新型电子加速 放大 强激光 并行计算 尾场 啁啾多层膜反射镜 光谱移动 光子加速/减速 产生 亚飞秒脉冲 中子 x射线 pic模拟,激光等离子体相互作用 pic模拟
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 飞秒激光 皮秒脉冲 热电效应 激光烧蚀 z箍缩 x射线 高斯制 饱和 频域干涉 靶背法向鞘层加速 非线性薛定谔方程 非线性光学 阿秒脉冲 阿秒科学 铝丝阵负载 量子调控 部分离化等离子体 速度剖面 透射光栅谱仪 载流子 超音速喷嘴 超薄双层靶 超短超强激光脉冲 超短超强激光 超短脉冲电子束 超短强激光脉冲 超强激光 超分辨掩模 质子能谱 质子加速 谱线展宽 谐波 薄膜 自聚焦 脉冲激光烧蚀 脉冲波形 脉冲发生器 耦合电容 耦合时间 罗氏线圈 纳米si晶粒 粒子模拟方法 粒子模拟 等离子体镜 等离子体 第1周期 离子能谱 磁芯 相对论效应 相位剖面 电荷密度调制 电荷分离
利用气泡探测器测量激光快中子
利用气泡探测器测量激光快中子赵磊;贺书凯;卢峰;吴玉迟;周维民;张发强;周凯南;谢娜;黄征;仲佳勇;谷渝秋;徐妙华;李玉同;李英骏;张翌航;张喆;朱保君;姜炜曼;张笑鹏;赵旭;仝博伟【摘要】在利用超强激光驱动中子源的研究和应用研究中,中子源的产额及其角分布至关重要.我们在星光III号激光装置上采用气泡探测器对强激光驱动的中子源的产额及其角分布进行了测量.利用超强皮秒激光与碳氘薄膜靶相互作用产生高能氘离子束撞击次级碳氘靶,通过氘-氘核反应产生准单能快中子.实验发现中子束的发射具有一定的方向性,在入射氘离子的传输方向上中子束具有更高的强度,测量得到的中子束最大强度为5.13×107 n/sr.利用实验测量的氘离子能谱和角分布对中子束角分布进行了理论计算,结果与实验测量基本一致.【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2018(067)022【总页数】8页(P54-61)【关键词】气泡探测器;快中子;角分布【作者】赵磊;贺书凯;卢峰;吴玉迟;周维民;张发强;周凯南;谢娜;黄征;仲佳勇;谷渝秋;徐妙华;李玉同;李英骏;张翌航;张喆;朱保君;姜炜曼;张笑鹏;赵旭;仝博伟【作者单位】中国矿业大学(北京),深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;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,绵阳621900;上海交通大学,IFSA协同创新中心,上海 200240;北京师范大学天文系,北京100875;上海交通大学,IFSA协同创新中心,上海 200240;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,绵阳 621900;中国矿业大学(北京),深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190;中国科学院大学物理科学学院,北京 100049;上海交通大学,IFSA协同创新中心,上海 200240;中国矿业大学(北京),深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190;中国科学院大学物理科学学院,北京 100049;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190;中国科学院大学物理科学学院,北京100049;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190;中国科学院大学物理科学学院,北京 100049;上海交通大学物理与天文学院,上海200240;上海交通大学物理与天文学院,上海 200240;北京师范大学天文系,北京100875【正文语种】中文1 引言中子是电中性的,它和原子中的电子之间具有很小的相互作用力,所以中子具有非常强的穿透能力.它的这一特性使其在辐照育种、中子掺杂等方面具有巨大的应用价值[1−6].产生中子束的传统方法是核反应堆、散裂中子源及高能粒子加速器等[7],但是这些设备庞大,而且造价和运行成本昂贵,不利于中子源的广泛应用[8].随着超强激光的发展,基于超强激光的中子源应运而生[9].这种中子源占用空间小,具有较低的运行成本,得到了快速的发展.超短超强激光[10]与等离子体相互作用通过聚变反应[11]和光核反应[12]都可以产生中子,特别是聚变核物理能产生高通量的单能中子. 近年来,很多国内外实验室对激光与靶作用产生中子进行了实验研究.2005年,李玉同等[13]在Gekko XII激光装置上进行了泡沫靶产生中子实验,利用拍瓦激光与不同密度的泡沫靶(碳氘靶)相互作用,从而产生中子.通过中子能谱信息,首次提出并验证了泡沫靶中的高能离子“体加速”机制.该实验在激光能量为190 J的激光与1 mm厚的低密度碳氘靶相互作用,在靶前法线13◦的方向测量得到的中子最高产额为1.5×106n/sr.2013年,Bang等[14]使用拍瓦激光装置与氘团簇作用,其激光能量为120 J,脉宽为170 fs,通过控制激光的焦斑等参数来调节激光的聚焦功率密度,提高激光吸收效率.该实验中获得的最高中子产额为1.6×107/发.2013年Roth等[15]在200TW(1012W)TRIDENT激光装置上进行了实验,激光强度高达1021W/cm2.在高信噪比高强度的激光条件下,采用BOA加速机制(break-out afterburner)[16]来获得氘离子,其动能高达170 MeV,通过9Be(d,n)与9B(p,n)核反应,产生中子的峰值能量为70 MeV,最高能量达到150 MeV,其产额更是高达1010/sr.该实验对靶后壳层加速机制(TNSA)[17−19]与BOA两种加速机制下的中子产额及角分布进行了对比,BOA机制从产额上明显占有优势,并且具有明显的方向性,位于氘离子入射方向的中子产额约为法向产额的10倍.2015年,赵家瑞等[20]通过设计的特殊K型靶,在神光II号装置上利用8路激光,分为两组,分别作用于两侧的靶,使得产生的氘等离子体在中心对撞,通过氘-氘核反应获得了106/发的中子.2015年,Klir等[21]在PALS 激光装置上进行了氘-氘核反应实验,激光能量为600 J,脉宽为300 ps,利用激光与碳氘靶相互作用[22],从而产生中子,得到0.5—2 MeV的氘离子产额达到2×1014,其中子产额为2×109/发.2016年,崔波等[23]在绵阳星光III号激光装置上进行皮秒激光直接与碳氘靶相互作用实验,利用液体闪烁体探测器对中子产额及能谱进行测量,得到了各向同性的中子.本实验通过激光与碳氘靶相互作用,利用TNSA加速机制产生高能的方向性较好的氘离子,将这部分氘离子与次级靶相互作用,诱导核反应发生,从而产生单能快中子[24].实验中使用加拿大Bubble Technology Industries(BTI)公司BD-PND型号的气泡探测器对中子产额及其角分布进行了测量.2 实验装置本实验是在绵阳激光聚变中心星光III号激光装置上进行的.皮秒激光以13◦角斜入射到主靶上,激光能量为100 J,脉宽为1 ps,聚焦焦斑直径是20µm.此时对应的激光功率密度达到3×1019W/cm2.图1是实验布局图,双平面靶镶嵌在靶架上,两平面靶之间的距离为5 mm.在实验中用于产生高能氘离子束的CD薄膜靶的厚度均为10µm,大小为4 mm×4 mm.而次级靶采用两种厚度,一种为厚度2 mm的厚靶(大小为4 mm×4 mm),另一种为10µm的薄靶(大小为4 mm×500µm).图1 平面靶示意图Fig.1.Schematic diagram of plane target.本实验的主要探测设备为气泡探测器.气泡探测器是20世纪80年代发展起来的一种新型核辐射探测器,可以在任何场合中对中子进行监测[25,26].该探测器是在硬弹性固体中均匀地加入过热液体微滴而成,当过热液体微滴受到辐射之后就会立即发生气化反应,形成目视可见的气泡[27].气泡的个数和中子产额在一定情况下成线性关系[28],所以由气泡个数可直接计算出中子产额.图2所示为BD-PND型号的气泡探测器,其中图2(a)和图2(b)分别是使用相机和读出仪拍摄的实验前的气泡探测器,图2(c)是使用读出仪拍摄的实验后的气泡探测器.相对于闪烁体探测器[29−31]和CR-39探测器[32],气泡探测器有很多优点,它对X 射线不敏感,且操作灵活,实验后对数据的处理也比较简便,极大地提高了实验效率.实验中使用了多个不同灵敏度的BD-PND型号的气泡探测器来探测氘-氘核反应的中子产额及其角分布.表1为本次实验所使用的气泡探测器的主要参数,方位是以薄膜靶法线方向为0◦,顺时针方向为正方向.图2 BD-PND型号气泡探测器 (a)气泡探测器外观;(b)实验前的气泡探测器;(c)实验后的气泡探测器Fig.2.The BD-PND bubble detectors:(a)The exterior of the bubble detectors;(b)the bubble detector before the experiment;(c)the detector after the experiment.表1 气泡探测器的主要参数Table 1.Main parameters of the bubble detector.071 35 17 24(10µm靶) 315 16 25 330 11 35 1 30 36 072 70 2325(2 mm靶) 290 24 22 355 30 35 5 31 35 45 22 25 076 270 19 22(2 mm靶) 300 23 35 315 24 24 355 31 35 5图3 靶室内探测器的布局示意图yout of the experimental diagnostics in the target chamber.气泡探测器不能直接放置在真空靶室内,实验中的气泡探测器放在密封的金属壳(材料是Al,厚度为2 mm)内,然后再放置在靶室内,其位置如图3所示.为了同时测量氘离子的能谱信息,在与靶后法线方向平行、距离次级靶85 mm的位置放置了多通道汤姆孙谱仪[33].谱仪采用8个针孔阵列,可对以靶后法线方向为中心±4◦内的离子束的能谱进行测量,针孔直径均为60µm.高能氘离子束的角分布由放置在靶后法线方向上距离为70 mm的辐射变色薄膜(RCF)和多通道离子谱仪测量[33].3 实验结果与讨论3.1 数据处理皮秒激光与主靶相互作用,通过TNSA加速机制产生高速运动的氘离子.产生的氘离子再与次级靶相互作用,发生D(d,n)核反应从而产生中子.通过BD-PND型号气泡探测器测量得到气泡个数,利用N=AS/(MRΩ)对实验数据进行处理:其中N为每单位立体角内的中子产额,A表示气泡探测器测量得到的气泡个数,S表示气泡探测器相对于靶的横截面积,R表示灵敏度,M表示灵敏度为1 bub/mrem时气泡数与n/cm2的对应关系[34],Ω表示气泡探测器与氘-氘中子源所对应的立体角.通过对测量的气泡数进行处理,得到中子束的最大强度为5.13×107n/sr.测量得到的中子角分布如图4所示,其中,071为10µm的薄靶(大小为4 mm×0.5 mm),072和076为2 mm的厚靶(大小为4 mm×4 mm).相比较而言,薄靶的中子产额远低于厚靶.主要原因有两点:一是薄靶的横向尺寸较小,不足以覆盖整个加速离子束,两侧有大量离子并未参与核反应;二是薄靶的厚度较低,高能离子穿过靶后,能量并未完全沉积在靶内进行核反应.图4中的红色圆圈和黑色空心圆圈为相同实验条件下两个发次的2 mm CD靶产生的中子束角分布的实验结果.从图中可以看出,在相同实验条件下实验结果的重复性是比较高的,这进一步验证了实验的稳定性,同时为单发实验结果的可靠性提供了支持.图中0◦方向为薄膜靶的法线方向(即高能氘离子的入射方向).从图中可以看出,中子的产额具有一定的方向性,氘离子入射方向上的中子产额最大,约是靶平面方向上产额的2.4倍.需要指出的是,在Roth等[15]的实验中,利用TNSA加速机制产生的离子驱动产生的中子并没有明显的方向性,其原因可能有两方面:一是Roth实验中使用一层50µm厚的铜薄膜和两层50µm厚的塑料薄膜对铍靶进行了保护,这对入射的质子束有一定的散射作用;二是Roth实验中在TNSA 加速机制下大部分中子由高能质子和9Be的反应产生,其角度能量微分截面数据显示,当入射质子能量小于20 MeV且能量连续分布时,产生中子的角分布接近于各向同性,只有在质子更高能量时中子发射的各向异性才能体现出来.而本文中,中子主要由氘-氘核反应产生.其角度能量微分截面显示在入射氘离子能量小于4 MeV且能量连续分布时,其各向异性就已经体现出来了.图4 应用气泡探测器测量得到的氘-氘核反应的中子角分布Fig.4.Neutron angular distribution obtained by deuteriumdeuteron reaction.3.2 理论验证在质心坐标系下,氘-氘核反应的微分截面可以由下式得到:其中表示的是质心系中氘-氘核反应的微分截面,Pl(cos(θC))是勒让德多项式,al(EC)是多项式的系数,EC表示质心系下氘离子的入射能量,θC表示质心坐标系中出射中子相对于入射氘离子的散射角度.核反应的微分截面可以在ENDF核反应标准数据库[35]中查到,在ENDF中微分截面以勒让德多项式系数的形式给出.由于实验结果反映的是实验室参考系中的中子角分布,所以需要对坐标系进行转换.(2)和(3)式分别表示的是质心系和实验室系的角度和角分布微分截面的转换关系.其中θL表示实验室坐标系中出射中子相对于入射氘离子的散射角度;EL,EC分别表示实验坐标系和质心坐标系下氘离子的入射能量;mD,mn,mHe,Q分别表示氘离子质量数、中子质量数、氦离子质量数以及氘-氘核反应释放的能量.利用上述关系,可以得到实验室系中氘-氘核反应生成中子的角分布微分截面.在实验室坐标系下,对应于厚的碳氘靶,单个氘离子射入靶后和相对静止的氘离子碰撞产生能量为En(EL,θL)的中子的概率为其中,∆Ω是接收中子的空间立体角,表示的是实验室系中氘-氘核反应的微分截面,n(x(E))表示的是靶上氘离子的密度,dL是氘离子行程对能量的导数(即氘离子每损失单位能量所对应的行程),E0,L表示实验室系中入射氘离子的初始能量,EL是实验室系中入射氘离子的瞬时能量.图5为实验中通过汤姆孙谱仪测得的典型氘离子能谱,从图中可以看出,氘离子的截止能量约为4.2 MeV.在次级靶为薄靶情况下,角分布计算可以得到最大程度的简化.考虑到氘离子在穿透10µm的薄膜靶的过程中损失的能量较少,以4 MeV的氘离子为例,能量损失仅为0.2 MeV左右.对这一很小的能量范围内的中子角分布截面分析发现其截面可近似认为相同,因此角分布可以不通过积分直接进行计算.而对于厚靶来说,可以看作是多个薄靶的组合,可以在计算中将(1)式简化为:其中A为与角度无关的常数.由于超强激光与薄膜靶相互作用加速得到的氘离子的能量是连续分布的,而氘-氘核反应角分布的微分截面随着入射氘离子能量的增大是逐渐增大的,为了简化计算,我们分别取入射氘离子能量为1 MeV和3 MeV来进行计算.图5 汤姆孙谱仪测量的氘离子束能谱Fig.5.Energy distribution of the deuteron beam measured by the Thomson spectrometer.图6给出了最终计算得到的实验室坐标系下中子的角分布概率,图中0◦对应于薄膜靶的法线方向,即高能氘离子束的入射方向;红色和浅绿色的线分别表示理论计算的氘离子能量为1 MeV和3 MeV时中子的角分布概率;圆圈代表实验得到的中子强度,其中红色圆圈是10µm薄靶的中子产额缩小107倍得到的,紫色、绿色的圆圈是2 mm厚靶的中子产额缩小3×107倍得到的.上述计算是基于氘离子垂直入射的情况,没有考虑氘离子的角分布.实验中,通过RCF和多通道离子谱仪测量得到的离子束的发散角约为16◦,考虑到氘离子的角分布情况,中子的发散角会在该计算结果的基础上有所展宽,但中子角分布的趋势不会改变.从图中可以看出,紫色和绿色圆圈对应的厚靶产生的中子束偏离了各向同性,在入射氘离子的方向上获得的中子产额约为垂直方向上的2.4倍.而红色圆圈对应的薄靶由于靶后有其他探测设备,只测量了3个方位的中子产额,其产额从靶平面方向到靶后法线方向也具有逐渐增大的趋势.综合以上3发数据,可以看出实验得到的中子角分布趋势与理论计算的基本一致.这对氘-氘中子源在实际的应用中具有一定的参考意义.图6 实验测得的中子角分布和理论计算结果的对比图中红线和绿线分别代表入射氘离子能量为1 MeV和3 MeV时计算得到的中子角分布;红色、紫色、绿色的圆圈分别代表071发薄靶、072和076发厚靶的中子产额,其缩小倍数分别为1×107,3×107,3×parison of the experimental results of the neutron angular distributions and the calculated neutron distributions.The red line and the green line represent the neutron angular distributions when 1 MeV and 3 MeV deutrons are incident on the target.The red,purple and green circles represent the neutron yield of 071 thin target,072 and 076 thick targets respectively.The yields were reduced by 1×105,5×105 and 5×105respectively in the purpose of comparison.4 结论本文利用强激光与碳氘薄膜靶相互作用产生的高能氘离子束撞击碳氘靶获得中子束.利用气泡探测器对氘-氘核反应产生的中子的产额和角分布进行了测量.实验结果表明,中子束的角分布呈现出了各向异性,在高能氘离子束入射方向上的中子产额要高于垂直方向上的产额.这一角分布与理论计算结果是基本一致的.实验中获得的中子束的最大强度为5.13×107n/sr.参考文献【相关文献】[1]Perkins L J,Logan B G,Rosen M D,Perry M D,Rubia T D,GhoniemN M,Ditmire T,Springer P T,Wilks S C 2002 Nucl Fusion 40 1[2]Zhang F Q,Yang J L,Li Z H,Zhong Y H,Ye F,Qin Y,Chen F X,Ying C T,Liu G J 2007 ActaPhys.Sin.56 583(in Chinese)[章法强,杨建伦,李正宏,钟耀华,叶凡,秦义,陈法新,应纯同,刘广均2007物理学报56 583][3]Mason T E 2006 Phys.Today 59 44[4]Yang F,Fan SK,Ding D Z,Wu Y T,Ren G H 2011 Acta Phys.Sin.60 113301(in Chinese)[杨帆,潘尚可,丁栋舟,吴云涛,任国浩2011物理学报60 113301][5]Strobl M,Manke I,Kardjilov N,Hilger A,Dawson M,Banhart J 2009 J.Phys.D:Appl.Phys.34 341[6]Womble P C,Schultz F J,Vourvopoulos G 1995 Nucl.Instrum.Methods Phys.Sect.B 99 757[7]Chen H S 2016 Mod.Phys.1 1(in Chinese)[陈和生2016现代物理知识11][8]Wei J 2007 Mod Phys.19 22(in Chinese)[韦杰 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激光产生Al等离子体基本特性的实验研究
［］ 陆 同兴 ， 群． ４ 路轶 激光光谱技术原理 及应用［ ． Ｍ］合肥 ：
中 国科学技术大学 出版社 ，９ ９ ３ —１ １ ９ ：４５ ．
３ 结 论
本 文通过 对 功率 密度 为 ９ ７ １。Ｗ／ｍ 的激 ．× ０ ｃ 光 烧蚀 Ａ１ 生 的等 离 子体 发 射 光 谱进 行 观 测 和 分 产 析 ， 出 了 Ａ１等 离 子 体 发 射 光 谱强 度 的空 间演 化 给
空气 中 Ａ 等离 子体发射谱线强 度 的空 间分辨光 ｌ 谱 ． 图 中可 以看 出， 离 子谱 线 强度 较 弱 ， 衰 ］从 Ａｌ 且
减 快 ； 原子 谱线 强度 比离子 谱线 强度强 得 多 ， 衰 而 且 减慢 ， 续 的空 间距离 较长． 与粒 子 的碰撞 激发 以 持 这 及带 电粒子 之 间的 复合 过程 相关．
敏度 、 无须 对样 品进行 繁 杂 的预处 理 、 分析 样 品具 对
辨光谱． 光谱信号经光学多道分析仪 （ ＭＡ ， Ｏ ） 送至 计 算机 进行数 据 的记 录 与 处 理 ， 同时 也 由示 波 器 同 步观察． 光谱信号的采集由激光器的调 Ｑ开关 同步
输 出脉冲信 号控 制．
有极小的破坏性、 分析时间短 以及可用 于远程测量 等优点， 已引起人们的广泛关注 ， 并在许多领域得到 成功 应用 Ｌ ｊ １． ≈ ・ 本文 通过对 空气 中烧 蚀 铝靶 产生 的等离 子 体光 谱进行 观 测 与分析 ， 研究 了等 离 子 体 光 谱强 度 随空 间距离的变化关系 以及等离子体电子温度与电子密 度在 近靶 面处 的空 间变化 规 律．
２ ４ 电子 密度 ．
电子 密度 是 研究 等离 子 体 的基本 物理 量 ， 与 它 等离 子体 的不 透 明度 等参 数 有 密 切 的关 系． 据 局 根
激光解吸电离飞行时间质谱计的谱峰定标
工 作模 式下得 到 的真空 系统 残余气 体质 谱 图 。从谱
图中可 以看 到 Ｈ。 峰是 最 高 的 （ 量 数 １ ） 次 高 Ｏ 质 ８，
峰 是 Ｈｏ， ， ， ／ Ｏ（ 量 数 １ ， ， ，８ ， 外 Ｈ Ｈ２Ｎ２ｃ 质 ７ １ ２２ ）此
２பைடு நூலகம்真 空 系统 的残 余 气 体 质 谱 图
上述 设 计 思路 在 原 理上 虽 然 容易 理 解 ， 但是 在 实 际中 ， 子 引出脉 冲前 沿 的陡度 和稳 定性 、 子引 离 离 出脉 冲 的开启 时 间 、 子 抑 制 和加 速 电压 等对 质 谱 离 图都 有影 响 。最 终还 需要 通过实 验不 断调 整工作 参 数 ， 到较好 的 Ｅ ＩＴ 得 Ｂ — ＯＦ质谱 图 ， 来实 现 Ｌ Ｉ Ｄ－ ＴＯＦ
分 析 中 ， 峰定 标 仍然 是一 个 没有很 好 解决 的 问题 ， 谱
只 是 针 对 一 些 具 体 物 质 的 分 析 积 累 了 相 当 的 共
识 ［ 。 在 小 质 量 数 范 围 （ 量 数 ＜ １ ０ ， 准 物 质 的 ４ ］ 质 ５ ）标
选 择更 加 有 限 ， 且表 面 吸附 物 的效 应 非 常明 显 ， 而 给
ｍ ｅ ａ ａ ｉ ｓ ｏｎ ｍ ｅ ａ ｌｃ ｔ ｒ ｅ ． ｔ ｌｈ ｌｄｅ ｔ ｌｉ ａ ｇ ｔ
Ｋ ｅ ｒ ｓ： Ｌａ ｅ ｓ ｐｔｏｎ ｉ ｎｉａ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｓ ｒ ｄｅ ｏｒ ｉ ｏ ｚ ｔｏｎ，Ｔ ｉ ｅ ｏｆｆｉ ａ ｓ ｓ ｃ ｒ ｍ ｌ ｇｈｔｍ ｓ ｐｅ ｔ ｏｍ ｅ ｅ ｔ ｒ，Ｃａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａｓ ｅ ｋｓ ｌｂｒ ｔｏ ｆｍ ｓｐ ａ
超强超短脉冲激光诱发大尺度氘团簇聚变
摘 要 ： 利 用 低 温 脉 冲气 阀获 得 了 平 均 含 有 ３ ０ 氘 原 子 的氘 团簇 。在 飞 秒 激 光 装 置 上 实 现 了 氘 团 簇 ×１ 。 聚 变 ， 发 中子 产 额 为 １ ０ 。 中 子 产 额 对 激 光 功 率 密 度 敏 感 ， 持 激 光 能 量 不 变 ， 着 激 光 焦 斑 的 变 大 ， Ｄ 每 ×１。 保 随 Ｄ 聚 变 中 子 产 额 逐 渐 增 加 ， 大 值 出现 在 激 光 焦 斑 为 ４ ０ｐ 时 ； 续增 大 激 光 焦 斑 ， 有 观 察 到 中子 信 号 。实 验 最 ７ ． ｍ 继 没 结 果 还 表 明 激 光 氘 团簇 聚变 发 生 的 区 域 主 要 是 激 光 辐 照 的等 离 子 体 热 区 ， 区 域 内邻 近 氘 团簇 库 仑 爆 炸 发 射 此 的高能氘离子碰撞引发聚变反应 。
自于参加 反应 的氘 核 的动 能 ， 个氘 核必 须 具有 足够 相 对 动能 才 能 接近 ， 核 力发 生 作 用 。实 际 上 ， 两 使 根据 量 子 理论 的隧道效 应 ， 两个 原子 核 的相对 动能 明显 低 于库 仑势 垒 时 ， 有一 定 的聚变 反应 概率 。理论上 可 以将两 个 仍
关 键 词 ： 超 强 超 短 脉 冲 激 光 ； 氘 团簇 聚 变 ； 中 子 ； 飞行 时 间 ； 有 质 动 力 ； 等 离 子 体
中 图分 类 号 ： Ｏ５ ２ ２ ３． ５ 文献 标 志 码 ： Ａ
随着 啁 啾脉 冲放 大 （ Ｐ 技术 的 发展 ， 光 功 率 密 度 已突 破 １ ｗ／ ｍ。 由此 产 生 的超 强 电磁 场 、 高 Ｃ Ａ） 激 Ｏ ｃ ， 超 温、 超高压 力 等极 端条 件是 目前 人类 用其 它 方法 无法 达 到 的 ， 强激 光 的实 现为 开展 强激 光与 大 团簇 相互 作用 的 实验 研究 提供 了崭新 的实 验平 台 。原子 （ 子 ） 分 团簇 是 由两 个 以上 ， 多则 成 千上 万 的原 子 （ 子 ） 过 物 理或 化 分 通 学结 合力 组成 的相 对稳 定 的微 观颗 粒 ， 物 理 和化学 性 质 随所 含 原 子数 目的变 化 而 变化 。团簇 的空 间尺 度 在 其
相干衍射成像--高次谐波的应用讲解
毕业论文题目：衍射成像——高次谐波的应用学院：物理与电子工程学院专业：物理学毕业年限：2015年学生姓名：杜宁学号：201172010307指导教师：王国利目录摘要 (1)一、引言 (2)二、高次谐波的发射 (3)2.1高次谐波的发射机制 (3)2.2高次谐波的特点及应用 (4)三、实验机制 (5)四、结果与讨论 (6)4.1光源的产生 (6)4.2光源的空间相干性 (7)4.3衍射图像的采集 (8)五、图像分析 (9)六、总结 (11)七、展望 (11)参考文献 (13)致谢 (15)衍射成像——高次谐波的应用摘要：高次谐波是强激光与原子分子等介质相互作用而产生的一种相干辐射波，其具有从可见光到真空紫外甚至软X 射线光辐射的宽频区域，可以用作一种非常便捷的相干光源。
本文介绍了一个高次谐波在衍射成像中的应用实验。
在相干衍射成像中，用高次谐波作为空间相干光源照射要研究的样品，而被电荷耦合元件CCD (Charge coupled device)照相机所记录的衍射图像通过迭代相位恢复法来重构目标物体。
利用13.5 nm的谐波进行相干衍射成像，其空间分辨率可以达到200 nm。
关键字：高次谐波辐射，迭代相位恢复法，相干衍射成像Diffractive Imaging Using High Order Harmonic Generation Abstract: High order harmonic, which occurs in the interacion between an intense laser pulse and an atomic or molecuar medium, is a coherent radiation wave. High order harmonic can be used as a very convenient coherent light source because it has a broadband range from visible light to vacuum ultraviolet even a soft X-ray soure. In this article, we will introduce an experiment about high order harmonic apply in diffractive imaging. The sample to be investigated is illuminated with high order harmonic and the object is reconstructed from the diffraction pattern recorded on a CCD camera by means of iterative phase retrieval algorithms.A spatial resolution of ~200nm can be achieved if one use harmonic around 13.5nm to proceed the coherent diffractive imaging.Keyword: high order harmonic generation；iterative phase retrieval algorithms；coherent diffractive imaging一、引言相干衍射成像（Coherent diffractive imaging，CDI）是一种不需要光学元件（比如透镜组）来获得放大图像的成像技术[1-6]。
激光核物理(1)讲解
激光核物理(1)摘要在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2, 激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇文章中,作者回顾了这一领域的研究进展,并对在不远的未来激光产生电子､质子､中子､X射线和正电子发展的潜力进行了一些讨论. 关键词啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸 1 什么是激光核物理最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到3.8×1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约0.38V的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3]. 在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理､引力物理､非线性场论､超高压物理､天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1]. 超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场､强磁场､高能量密度､高光压和高的电子抖动能量､高的电子加速度,这种极端的物理条件,目前只有在核爆中心､恒星内部､星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物理学领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了历史性的机遇和拓展的空间. 2 国内外研究现状当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学应用研究所､瑞典Lund大学､德国Mark-Plank研究所､德国Jena大学､日本JAERI和中国工程物理研究院､中科院上海光学精密机械研究所､中科院物理研究所､中国原子能科学研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度I th=hν3σΔνac2,这个数值约为1023W/cm2.美国LLNL正在计划建造1018W(exawatt)和1021W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2 —1028W/cm2的靶上功率密度. 高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>1018W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到0.511MeV,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度､单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positron emission tomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和经济的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ, 50fs, 10Hz, 1018W/cm2) 轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒､几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些问题,这种超快的硬X 射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国Lawrence Berkerly 实验室在SLAC高能加速器上,用1018W/cm2的激光束和聚焦性能很好的46.6GeV的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.。
飞秒强激光场中异核团簇的爆炸动力学
第22卷第12期2010年12月强激光与粒子束H I O H PO W E R I。
A SE R A N D P A R T I C I。
E B E A M SV01．22，N o．12D ec．。
2010文章编号：1001—4322(2010)12—2993—06飞秒强激光场中异核团簇的爆炸动力学’高启文，李邵辉(汕头大学物理系，广东汕头515063)摘要：利用B a t he过势垒模型，对飞秒强激光场中异核分子团簇((C H。
)。
，(C D4)。
，(D zO)。
)的爆炸动力学过程进行了理论研究。
结果表明：异核团簇爆炸后产生的离子能量与团簇初始半径的平方呈线性关系，爆炸机理为典型的库仑爆炸。
研究发现。
异核分子团簇发生库仑爆炸后的氘离子能量高于飞秒强激光和单核的(D)。
团簇相互作用后产生的氘离子能量，显示异核团簇中高Z元素电离后产生的高价离子对低Z元素离子有很强的加速作用。
关键词：飞秒激光；异核团簇；库仑爆炸；过势垒电离；氘代甲烷中图分类号：0437文献标志码：A doi：10．3788／H P L PB20102212．2993随着激光放大技术的不断发展，激光与物质相互作用研究进入到一个崭新阶段…。
团簇是由几个到成千上万个原子或分子组成的纳米颗粒，是介于原子、分子和宏观固体之间的物质形态。
由于单个团簇的密度与固体相当，对激光能量有非常强烈的吸收效率，国内外许多研究小组对团簇与飞秒激光脉冲的相互作用开展了多方面研究[2。
7]。
自美国的劳伦斯利弗莫尔实验室利用飞秒强激光脉冲照射氘团簇，实现“台式聚变”以来[8]，如何提高氘团簇与激光相互作用产生的氘离子能量，进而提高中子产额，成为超强激光驱动氘核聚变反应的研究热点之一。
核聚变反应概率主要依赖于氘核离子的相对能量。
人们试图通过改变激光参量(光强密度、激光脉冲、激光光斑大小)与团簇参数(团簇尺寸、团簇放置位置)等，来提高团簇与激光的耦合效率，获取高能鼍的离子。
超强激光场与物质的相互作用
超强激光场与物质的相互作用
孟绍贤
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】1994(6)4
【摘要】评述了超高强度激光与物质相互作用的理论和实验结果，描述了在高密度和低密度气体下产生的非线性现象。
指出了在高功率激光下，透明介质靶和固体靶的不同。
最后陈述了超短波激光与物质相互作用的核物理应用，例如激光诱导核反应和非线性量子电动力学效应。
【总页数】1页(P622)
【作者】孟绍贤
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN241
【相关文献】
1.超强激光与物质的相互作用 [J], Joshi.,C;Corku.,P
2.团簇在超强超短脉冲激光场中的演化 [J], 刘红杰;谷渝秋;周维民;单连强;李芳;吴玉迟;朱斌;郑志坚
3.超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究 [J], 陈春娟; 赵媛媛; 赵迪; 蒋臣威; 方爱平; 高韶燕; 李福利
4.超强激光与物质的相互作用 [J], 李子尧
5.超强激光场中磁逆多光子非线性Compton散射的电子加速 [J], 郝晓飞;刘安辉;郝东山
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基于加速器的原子物理及原子核物理实验室
基于加速器的原子物理及原子核物理实验室1997年年报实验室一般情况基于加速器的原子物理及原子核物理实验室于1990年1月起成为国家教委(现已改名为教育部)开放研究实验室，目前的主要研究方向为基于加速器的原子物理，离子束分析及离子束材料改性，强激光与物质的作用(理论)，计算材料科学及计算机模拟，低温等离子体物理及工业应用等。
实验室的大型仪器设备有：3MV串列加速器(9SDH-2，美国NEC公司产品)，30KV同位素分离器(1080-30，丹麦DANFYSIK公司产品)，环形染料/钛宝石激光器CR-899-29和氩离子激光器Sabre R DBW 20(均为美国Coherent公司产品)，及X荧光分析仪(RIX-3000，日本Rigaku公司产品)等。
串列加速器上已建成的实验管道有：质子扫描微探针系统，MeV离子注入和离子束分析、改性装置，超高真空离子束表面分析装置(以上两项均附高精度的三维定角器)，及PIXE分析系统。
同位素分离器上已建成的实验管道有：共线快束激光光谱学系统，电子-离子碰撞电离系统，离子-原子、分子碰撞电荷交换/电子剥离系统，及负离子光致脱附谱学系统(在建)。
1学科点和学位设置基于加速器的原子物理及原子核物理实验室所属原子核物理(最近由教育部明令改称为粒子物理与原子核物理)学科点是全国第一批博士点(1981年批准)，也是全国同类博士点中两个重点学科点之一(1988年批准)。
目前我们设有2个硕士点(核物理及核技术，原子和分子物理)，1个博士点(粒子物理与原子核物理)，和1个博士后流动站(全国第一批博士后流动站设站单位)。
1997年在读研究生29名(其中硕士生16名，博士生13名)，在站博士后2名。
基于加速器的原子物理及原子核物理实验室在基于加速器的原子物理，离子束分析与离子束材料改性，物理考古学，强激光与物质相互作用(理论)，计算材料科学与计算机模拟，低温等离子体物理及工业应用，夸克胶子等离子体与强子结构等研究方向上招收硕士、博士研究生。
中国工程物理研究院研究生院-激光聚变研究中心 -研究方向简介-908
张小民*研究员、魏晓峰*研究员、郑万国*研究员、景峰*研究员、戴亚平*研究员、袁晓东 研究员、周海 研究员、胡东霞 研究员、张雄军 研究员、党钊 研究员、郭良福 研究员、张颖 研究员、冯斌 研究员、张锐 副研究员、张军伟 副研究员、邓学伟 副研究员、许党朋 副研究员
高功率激光物理与激光技术研究；大型固体激光系统的总体设计与总体集成技术研究；高功率激光脉冲产生、传输、放大、频率转换等过程物理规律及关键工程技术研究，高功率激光光束全域控制技术研究等。
凝聚态物理
070205
微纳制造
张林*研究员、杜凯*研究员、李波*研究员、吴卫东*研究员、邢丕峰*研究员、雷海乐*研究员、王朝阳*研究员、王雪敏*研究员、张占文 研究员、张继成 副研究员、黄燕华 高级工程师、周秀文 副研究员、李国 副研究员、王 凯 副研究员、王宗伟 副研究员、吴文荣 副研究员、李婧 副研究员
先进激光技术与应用
张小民*研究员、景峰*研究员、戴亚平*研究员、朱启华*研究员、粟敬钦*研究员、王建军*研究员、林傲祥*研究员、王逍*研究员、李明中 研究员、周逊 研究员、左言磊 副研究员、郑建刚 副研究员、邓颖 副研究员、李平 副研究员
超短超强激光脉冲产生、放大、传输等基础物理和技术研究；光纤波导激光技术、LD泵浦的固体激光技术、超宽光谱激光蒋晓东 研究员、王雪敏 研究员
该方向主要研究内容为：极端条件下的微纳米结构光电子功能材料设计与制备技术；高负载激光光学材料制备技术；跨尺度微纳结构光学元件及材料应用；新型高分子光学材料设计与应用；微纳米结构功能材料在强场中的应用方法与技术；高功率激光作用下的材料结构与特性。
光学工程
080300
该方向主要研究内容为：微纳精密加工技术，包括激光加工、离子束加工、光刻加工等；超精密压延技术；软流体制备技术；三维成型技术；微胶囊制备技术；微流体封装技术；微系统的装配技术（三维与多自由度空间装配技术、功能装配技术）；微纳检测技术。
关于脉冲激光沉积(PLD)薄膜技术的探讨
《表面科学与技术》课程作业关于脉冲激光沉积（PLD）薄膜技术的探讨摘要：薄膜材料广泛应用在半导体材料、超导材料、生物材料、微电子元件等方面。
为了得到高质量的薄膜材料，科学家一直在寻找和探讨各种新的技术，脉冲激光沉积（Pulsed Laser Diposition PLD）薄膜技术是近年来快速发展起来的使用范围最广，最有前途的制膜技术之一。
本文介绍了脉冲激光沉积(PLD)薄膜技术的原理及特点，并与其他薄膜技术进行对比，探讨衬底温度、靶材与基底的距离、退火温度、靶材的致密度、激光能量、激光频率等参数对薄膜质量的影响。
分析了脉冲激光沉积技术在功能薄膜材料中的应用和研究现状，并展望了该技术的应用前景。
关键字：脉冲激光沉积（PLD）等离子体薄膜技术前言上世纪60年代第一台红宝石激光器的问世，开启了激光与物质相互作用的全新领域。
科学家们发现当用激光照射固体材料时，有电子、离子和中性原子从固体表面逃逸出来，这些跑出来的粒子在材料附近形成一个发光的等离子区，其温度估计在几千到一万度之间，随后有人想到，若能使这些粒子在衬底上凝结，就可得到薄膜，这就是最初激光镀膜的概念。
最初有人尝试用激光制备光学薄膜，这种方法经分析类似于电子束打靶蒸发镀膜，没有体现出其优势来，因此这项技术一直不被人们重视。
直到1987年，美国Bell实验室首次成功地利用短波长脉冲准分子激光制备了高质量的钇钡铜氧超导薄膜，这一创举使得脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition，简称PLD)技术受到国际上广大科研工作者的高度重视，从此PLD成为一种重要的制膜技术]1[1。
由于脉冲激光沉积技术具有许多优点，它被广泛用于铁电、半导体、金刚石(类金刚石)等多种功能薄膜以及生物陶瓷薄膜的制备上，可谓前途光明。
1. PLD 技术装置图及工作原理1.1 PLD系统脉冲沉积系统样式比较多，但是结构差不多，一般由准分子脉冲激光器、光路系统(光阑扫描器、会聚透镜、激光窗等)；沉积系统(真空室、抽真空泵、充气系统、靶材、基片加热器)；辅助设备(测控装置、监控装置、电机冷却系统)等组成]2[2，如图1-1所示。
强激光场中的原子、分子与团簇(刘杰,夏勤智,傅立斌著)PPT模板
04
2.3.4圆极化光中的非序列双电 离
第2章强激光场中的原子
2.4原子非序列双电离的量子散射矩阵理论
03
2.4.3散射矩阵方法
获得的电子的动量
关联谱
02
2.4.2鞍点近似的使
用
01
2.4.1在NSDI中散 射矩阵理论的基本
方程
第2章强激光场中的原子
2.5高次谐波产生
0 1 2.5.1高次谐波产生的Lewenstein 模型
《中国工程物理研究院科技丛书》第七届编审 委员会
《中国工程物理研究院科技丛 书》公开出版书目
《中国工程物理研究院科技丛书》公开出版书 目
前言
前言
第1章从光电效应到强场物理
第1章从光电效 应到强场物理
1.1光电效应实验及爱因斯坦的量子论解释
1.2强激光非微扰实验现象||强场物理的开端 1.2.1多光子与阈上电离
5.1.3阿秒成 像
第5章强场物理新进展
5.2强激光场中性原子加速
01 5.2.1 实验及理论进
展
02 5.2.2蒙特卡罗 +隧
03 5.2.3 中性原子分布
穿方法
和它们的加速度
04 5.2.4加速轨道的亚
05 5.2.5 最大速度
周期动力学
第5章强场物 理新进展
5.3原子电离过程中光子动量分 配
2.2双电离中的关联电 子
2.2.2非序列 双电离的离 子动量谱
2.2.1奇异的 He原子双电 离率
2.2.3电子的 动量关联谱
第2章强激光 场中的原子
2.3用三维半经典模型对原子双电 离的研究
0 1 2.3.1双电离的三维半经典模型
0 2 2.3.2原子阈上双电离的nger结构之 谜
激光多价电离及其在质谱中的应用
激光多价电离及其在质谱中的应用The Mechanism of Laser Multiple Ionization andIts Application in Mass SpectrometryZHAO Wu-duo, ZHANG Na-zhen, W ANG Wei-guo, WU Qing-hao, HUA Lei,CUI Hua-peng, CHEN Ping, WU Jing, LI Hai-yang(Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China)Abstract:Multiple charged ions are produced when the clusters are irradiated with the intensity laser, and the ionization mechanism has been studied experimentally and theoretically. The multiple charged ions that interact with the sample will supply more useful fragmental ions information because of its multiple charges. It is possible that the multiple charges ionization can be served as an ion source.Key words: multiple charged ions; laser ionization; cluster; mass spectrometry中图分类号：O 657.63 文献标识码：A 文章编号：1004-2997（2010）增刊-0001-02在医学领域，高价离子治疗癌症比传统的放射性在生理学上有很大的优越性。
团簇自然气溶胶散射相函数的数值分析
的散射 相 函数 。大气 中普 遍存 在 团簇 状 的海 盐 和灰 尘 口 ， 海盐 和灰 尘 有 不 同 的源 ， 它 们 的 团簇 行 为之 一 很有 可 能在 云形 成过 程 中发生 的Ｅ ” 训 。本 课题 组 已经 研究 过 随机取 向团簇 自然气 溶胶 的光 学特 性 ， 然 而对 其 散
射 相 函数 的研 究 却仅 限 于特 定 的尺度参 数 。本 文拟 构建 由随 机 的 ６ ４球 聚集 而 成包 含 灰尘 和海 盐 两成 分 的 团
簇 自然 气溶胶 模 型 ， 计 算 散射 相 函数 和激光 雷达 比 ， 并 研 究成 分对 二者 的影 响 。
ｌ 计 算 方 法
离 散偶 极子 近 似 （ Ｄ ＤＡ） 法 是 将 实 际 的 散射 物 体 近 似 为 一 系 列 可 极 化 点 阵 ， 计 算 入 射 光 与 点 阵 的 相互 作 用 。散射 物体 上 每个 点通 过对 局域 电场 （ 入 射场 以及 其 他散 射 场 ） 的响应 获 得偶 极 矩 ， 所有 点 阵 在远 场比 例 的 灰 尘 和 海 盐 团 簇 自然 气 溶 胶 ， 利用离散 偶极 子近似 （ Ｄ Ｄ Ａ） 法， 通 过 考 察 成 分 的
影 响， 使用波长为 ０ ． ５ ５ ａ ｍ， 尺度参数变 化范围为 ０ ． １ ～２ ５时 ， 研 究 了 散射 相 函 数 和 激 光 雷 达 比 的影 响 ， 结 果 表 明 二者 的 变 化 趋 势 大 体 相 同 。尺 度 参 数 为 １ ３ ～２ ４时 ， 团簇 自然 气 溶 胶 散 射 相 函数 有 明 显 的后 向 散 射 加 强 ， 其 中尺 度 参 数 为 １ ８附 近 ， 后 向 散 射 加 强 效 应 最 明显 。灰 尘 比海 盐 对 散 射 相 函 数 影 响 更 大 ， 二 者 的 影 响 主 要 集 中
超强激光激发氘氚团簇库仑爆炸
本科毕业设计 (论文)超强激光激发氘氚团簇库仑爆炸Deuterium-Tritium coulomb explosion induced by super intense laser学院：理学院专业班级：光信息科学与技术光信071 学生姓名：何进学号： 090713107 指导教师：吴同成（讲师）2011年 6 月超强激光激发氘氚团簇库仑爆炸摘要：简要介绍了团簇的结构以及团簇的制备和团簇源制备系统，激光与团簇相互作用的相关资料，从而进一步介绍了超短超强激光与氘氚团簇相互作用,分析了可以引发核聚变的高能氘氚核产生的原因,氘氚团簇在飞秒激光的作用下,大量吸收激光能量,产生了高能离子,形成等离子体，我们提出了飞秒强激光作用下氘氚原子团簇双重膨胀机制的库仑爆炸，即库仑膨胀和流体动力性膨胀，得到团簇中离子来自库仑排斥作用的能量和半径的关系，来自有质动力势的能量和激光强度的关系，即：离子的能量随团簇尺寸的增加而增加，随照射激光强度的增加而增加。
氘氚离子可以获得足够的能量，从而实现了氘氚团簇桌面台式聚变。
关键词：超强激光；团簇；库仑爆炸Deuterium-Tritium coulomb explosioninduced by super intense laserAbstract: The structure of clusters is briefly introduced. The methods of present clusters and the system of cluster sources are reviewed. We take attention to the interaction of super intense laser pulses and clusters. The reason of producing high energy DT ions is analyzed. The present thesis is devoted to the ionization mechanism of the DT atomic-clusters irradiated by a femtosecond laser pulse. Ionic energy is calculated taking into account of the atomic-cluster Coulomb explosion and hydrodynamic expansion. We also obtain the relationship between the ion energy and the radius of the cluster and the intensity of the laser: with the increase of the size of the cluster and of the intensity of the laser, the ion energy is increasing. The DT ions can obtain enough energy, which can fulfill the DT clusters desktop fusion.Keywords: Super intense laser；clusters；Coulomb explosion目录1绪论 (1)2团簇的基本概念及简介 (2)2.1 团簇结构 (2)2.2 团簇的制备 (3)3 超短超强激光与氘氚团簇相互作用 (6)3.1强激光与团簇的相互作用 (6)3.2飞秒强激光作用下氘氚原子团簇双重膨胀机制的库仑爆炸 (6)3.2.1强激光场基本理论 (6)3.2.2强激光作用下氘氚原子团簇双重膨胀机制的库仑爆炸 (9)结论 (12)致谢 (14)参考文献 (15)1 绪论到目前为止人类所使用的所有能源当中，除了大约为5%的铀能源外，其余部分都是由太阳能转变而来的。
簇中管理技术要点
簇中管理技术要点
宋广林
【期刊名称】《蚕桑茶叶通讯》
【年(卷),期】2002(000)004
【摘要】@@ 我国蚕茧的质量与发达国家相比还有较大的差距,表现为"三低一短",即上茧率、解舒率、出丝率低,茧丝长短.这"三低一短"直接制约着蚕丝行业的整体效益,也是制约陕西省蚕丝企业效益的主要因素.因此如果要在不增加桑园面积的情况下,增加产丝量,提高效益,关键在于提高蚕茧质量.
【总页数】2页(P36-37)
【作者】宋广林
【作者单位】西北农林科技大学蚕桑丝绸研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S88
【相关文献】
1.簇毛麦染色体的形态学及Giemsa-C带的多态性研究Ⅱ.簇毛麦染色体在人工双二倍体中的C-带变化 [J], 傅体华;任正隆
2.强激光场中氘团簇的离子能谱与团簇尺度 [J], 魏番惠;吴玉迟;谷渝秋;刘猛;刘红杰;杨朝文;朱斌;何颖玲
3.NH3(H2O)2中性团簇和负电团簇的结构研究 [J], 胡维军;王全军;周鹏;赵飞;杨华;单联磊
4.团簇碰撞中双团簇分子(Na9)2的形成研究 [J], 张丰收;王锋;朱志远;柯学志
5.纤维连接蛋白在卵巢癌多细胞团簇中的作用和顺铂对团簇的影响 [J],
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川大原子核科学技术研究所
(三) 辐射防护与环境保护专业
培养对象 本专业硕、博士研究生主要招收核技术、物理、化学、材料专业的本科和硕士毕业生。 研究方向 环境放射化学 本方向有博士导师苏自奋研究员；硕士导师刘宁研究员、杨远友副研究员。
(四) 粒子物理与原子核物理专业
培养对象 本专业主要招收核工程技术、物理专业的毕业生。 研究方向 核技术及应用 本专业方向主要涉及中子俘获截面的实验测量及理论计算、带电粒子核反应研究、γ能谱 测量等项核究员；硕士导师有罗小兵副研究员。
开发的电子工业设备
(六) 无机化学
培养对象 本专业主要招收化学和生物专业的学生。除学习掌握无机化学专业的共同基础课程外，还 将主要学习与同位素技术有关的基础和专门知识，并鼓励选修核技术及应用、生物专业的研 究生和本科课程。 研究方向 生物医学中的核技术与标记化 本方向目前涉及的主要研究工作有： (1) 用于大脑nAChRs受体显像研究的前体化合物的合成及放射性核素标记； (2) 211At等放射性治疗药物的标记方法及应用基础研究； (3) 用同位素示踪法研究中药的钙桔抗作用及机理； (4) 用生物法处理放射性废液的研究。
我所有良好的科研环境和 4 栋实验大楼，建筑面积近 8000 平方米。
原子核科学技术研究所大门
实验室大楼
我所拥有 1.2 米回旋加速器、2.5MeV 质子静电加速器、CS30 回旋加速器等 6 台加速器， 以及多功能高分辨原子碰撞装置、离子束电子束原子束多功能表面处理设备等一批大型科研 设备仪器。
1.2 米回旋加速器
侯氢 男 1964年3月生 博士 研究员 博士生导师 1990毕业于中国科学院物理研究所，获理学博士学位，并留所工作。1990年7月-1991年2 月，由科学院派出到美国匹茨堡大学从事访问研究。1991年9月调入四川大学从事辐射物理的 理论研究。1993年晋升为副研究员。1994被评为四川省青年科技基金的首批资助对象。1995 年受瑞典癌基金会资助，赴瑞典卡洛琳斯卡（Karlolinska Institute）医学研究院访问研究，与 著名医学物理学家Anders Brhame组合作开发辐射治疗中的剂量计算方法。1997年在四川大学 晋升为研究员。1998年获布鲁塞尔自由大学Bourses基金资助，到比利时作访问研究，1999年 回国。参加具有自主知识产权的放射治疗计划系统的研制，提出了一些有特色的创新算法。 主持和作为主研承担和参加了多项国家和省部级科研项目，获中科院科学进步二等奖一 项，核工业总公司科技进步奖二等奖两项，在国内外核心刊物上发表科研论文40余篇，被SCI 收录20余篇，被他人SCI论文引用50次。
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团簇具 有体 密度 大 、 激光 吸 收效 率 高 、 残 核 等特 点 ， 光 与其 相 互 作 用 能 够 产 生 能 量 为 Ｍｅ 的离 子 、 无 激 Ｖ ｋ Ｖ 的电子 和 ｘ射 线辐 射 ］ ９ ９年 Ｄ ｔ ｒ 用 强 激 光 辐 照 氘 团簇 产 生 了 １ 中 子／ ， 现 了 “ ｅ 。１ ９ ｉ ｅ等 ｍｉ Ｏ Ｊ实 台式 聚 变”】， ＿ ｌ 激光一 ］ 团簇 聚 变有望 成 为新型 的台式高 效 中子源 。近几 十 年来 ， 国内外开展 了大量 的超短 超 强激 光 与 团 簇相 互作用 的实验和 理论 研究 口 ］ 激 光与 团簇相 互作 用 过程 具有 明显 不 同于 气 体 和 固体 的 特点 ， 作 用过 程 ， 其
强激 光场 中氘 团簇 的 离 子 能谱 与 团簇 尺 度
魏番惠 ， 吴玉迟 谷渝秋。 刘 猛 ， 刘红杰 ， 杨朝文 ， 朱 斌 ， 何颖玲 。 ， ， 。
（ ．四川 大 学 物 理 科学 与技 术 学 院 ，成 都 ６ ０ ６ ； ２ 中 国工 程 物 理 研 究 院 激 光 聚 变 研 究 中心 ，四川 绵 阳 ６ １０ ） １ １０ ４ ． ２ ９０
冲 的影 响 ， 到 了 团 簇 的 尺 度 比瑞 利 散 射 测 量 的 结 果 小 。这 些 结 果 对 团簇 源 制 备 系 统 的 改 进 和优 化 激 光 打 靶 得
有 着 重 要 的参 考 意 义 ， 且 可 以 为 团簇 尺 度 的 测 量 提 供 一 种 新 的方 法 。 而
关 键 词 ： 氘 团簇 ； 尺 寸 测 量 法 ； 强 激 光 ； 离 子 能 谱
与 团簇 尺度 和分布 的关 系 ， 作 为测量 团簇 尺度 的一种 新 型方法 。 可
１ 实 验 原 理
１ １ 团簇 的产 生 ．
原子 或分子 团簇 （ 简称 团簇 或微 团簇 ） 由几个 乃 至上 千个 原 子 、 子或 离 子经 过物 理 或 者化 学 作 用结 合 是 分
在一起 相对 稳定 的微 观或 亚微 观聚合 物 ， 其物 理和 化学 性质 随着所 含原 子数 目的不 同而不 同 ， 团簇 的空 间尺度
光 场 的驱 动下 在接 近 固体 密度 的团簇里 与其 它原 子和 电子发 生 碰撞 ， 速产 生 高 离化 态 的离子 。团簇 对激 光 快
能量 的吸收特 别高 ， 团簇 吸 收激光 能量 绝大部 分 通过 团簇 的库 仑 爆 炸和 流体 动 力 学膨 胀 的方 式 交 给 了 团簇 中
从 十分之几 ｎ 至几 十 ｎ 不等ｎ ｍ ｍ 。本 实验 采用超 声 绝热 膨胀 原 理 的方法 制 备 氘 团簇 ， 即高 压气 体 通 过一 个 锥形 喷嘴 被喷射 到真 空环境 中 ， 由于 气体 绝热 膨胀 ， 气体 原 子 的平 均 动能 转化 为 定 向动 能 ， 使气 体 温 度 急剧 下 降 ， 而使 室温下 相互 作用 微弱 的原 子或 分子 冷却并 凝 聚成 团 ， 成一个 宏 观类似 气态 而微 观类 似 固态 的物 质 从 形
形态 ， 即气体 团 簇 。氘 的 冷 凝 系 数 较 小 ， 常 温 下 很 难 形 成 团 簇 ， 须 采 用 低 温 系 统 来 制 备 大 尺 寸 氘 团 在 必
簇 。 １２ 氘 离 子 的 产 生 ．
在 飞秒激 光作 用下 ， 团簇 中的原子 在强激 光 场 中发 生 隧穿 电离 ， 产生 “ 种子 ” 电子 ｌ 这 些“ １ 引， 种子 ” 电子 在激
非 常复杂 ， 不仅取 决 于激光 的参 数 ， 而且取 决 于团簇 参数 和 激 光在 团簇 中 的传 输 和 聚焦 。 目前 ， 述 其 相互 作 描 用过程 的各 种理论 模 型 只能各 自解 释实验 中的部分 现象 ， 至今 还没 有 一种 理 论模 型 被 完全 接 受 。团 簇 源 的尺
摘 要 ： 在 ＳＬ Ｘ Ｉ装 置 上 进 行 了 超 短 超 强 激 光 与 氘 团簇 相 互 作 用 的实 验 。采 用 法 拉 第 筒 测 量 了 激 光 ＩＥ — 与氘 团簇 靶 相 互 作 用 后 发 射 出 的氘 离 子 能谱 ， 根 据 氘 离 子 能 谱 计 算 出 氘 团簇 的 尺 寸 和 分 布 。由 于 激 光 预 脉 并
第 ２ 卷 第 ６期 ２ ２１ ０ ０年 ６月
强 激 光 与 粒 子Байду номын сангаас 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ Ｇ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ ． １ ２２，Ｎ Ｏ ６ ．
Ｊ ｎ ，２ １ ｕ ． Ｏ０
文 章 编 号 ： １ ０ ３ ２ ２ １ ） ６ １ ４ — ５ ０ １４ ２ （ ０ ０ ０ — ３ ３０
寸及其 分布 特性是 激光 与 团簇耦 合 的关键 因素 ， 也是 认识 激 光 与 团簇 相互 作 用机 理 的基 础 和 前 提 。通 常用 质 谱法、 射法、 衍 散射 法 和 干涉 法测 量 团簇 的大小 和 密度 ［ 。但 就 目前公 开 的文 献 资料 看 ， 种实 验 方法 都有 ６ 。 各 其 局 限性 ， 且得 到 的实验数 据相 对而 言有 一定 程度 的差 别 。因此 ， 并 团簇 源诊 断工作 在 理论 和实验 方面 都还需 进 一步 的探讨 。而且这 些方 法都 无法 在激 光一 团簇相 互作 用 实验 中实 时给 出 团簇 的尺 寸 。为 了解 决激 光一 团簇 相 互作用 过程 中的团簇 尺寸 测量 问题 ， 本文 利用 激 光一 团簇 相 互 作 用过 程 中产 生 的离 子能 谱 ， 究 了 离子 能谱 研