强激光等离子体耦合效应的数值模拟
Particle-In-Cell模拟的发展 - 物理考虑和计算技术
王 虹 宇∗
鞍 山 师 范 学 院 物 理 系 ， 辽 宁 ， 鞍 山 ，114007
姜巍
大 连 理 工 大 学 物 理 系 ， 辽 宁 ， 大 连 ，116024
Abstract
粒子云网格(Particle In cell)方法是研究等离子体行为的关键性理论工具之一。它可以看成方 便而粗糙的流体力学模拟和严格但困难的动理学方程求解的一种有效的折中。从七十年代建立 了PIC技术的基本框架以来，这种技术被应用到不断扩展的领域中，从机理研究到具体设备的设 计都从中受益。 尽管PIC方法的基本数学框架并没有实质性的变化，但随着使用领域的推广，问题背景的变化 对PIC模拟技术的细节提出了越来越多的要求：实际工程模拟和设备设计要求模拟方法提供更快 的速度和更好的适应性；新物理现象的机理研究要求模拟必须可以考虑更多的物理效应甚至化学 问题；极端条件下的物理问题的理解要求模拟具有更高的精度或者使用全新的物理理论；多尺度 问题的存在要求模拟中使用更强有力的数学方法；最后，部分问题的极端复杂性需要使用混合模 拟来克服，而这要求PIC方法和其他模拟手段的无缝对接。在现在的模拟技术中，PIC模拟方法向 上连接到连续模拟（流体力学等），而向下重叠了纯粹的分子动力学模拟(MD)，在这个庞大的领 域中，提供了各种复杂问题的分析方法。 在另外一方面，从上世纪末期开始，简单而廉价的并行技术，如集群(cluster)成为计算机技 术的亮点之一。集群技术的出现使得高性能计算机变成了能够普及的产品。传统上巨大计算量 的PIC模拟技术从中获得了极大的帮助。在近几年，“桌面上的超级计算”进一步地提供了PIC模 拟方法的发展希望。相应地，这类非传统的高性能计算技术常常意味着以前的模拟程序框架被彻 底地重建（即使数学上没有本质区别）以便发挥硬件的性能。这也对PIC模拟技术提出了新的挑 战。 本文将概述近年来上述两方面的重要进展，并分析现阶段存在的关键性问题及可能的突破口。
双频容性耦合等离子体物理特性的研究
u i
e me
E νinui
Poisson equation :
2 V e
0
ne ni
E V
离子在鞘层中受鞘层电场的运动
Solving the Newtonequations
dx j dt
vj(xj,t)
dv j dt
e mi
E(xj,t)
j 1,....N
Se 2en0uB e c
Using the energy balance, Se S ohm S stoc , one can get:
n0
me
vcd 2ve
e2uB e c
1/ 2
J l2
J
2 h
or
n0
E(x,t)
x j0, v j0 x j (t),v j (t)
xj, vj
Ion positions xj(t) and velocities vj(t) between two contiguous collisions.
s(t) s sl sin(lt) sh sin(ht)
w here
sl
Jl
en0l
,
sh
Jh ,
en0h
sheath voltage drop:
s
sl
s h
Vsh
(t)
en0
2 0
sl
1
s in(l t )
sh 1
sin(ht)2
高频电源----快速振荡 低频电源----振荡的轮廓线
激光论文——高效宽带二倍频激光原理及实现方法
高反射式望远镜光机系统设计班号：0936203 学号：6090120331 姓名：蔡海蛟摘要：反射式望远镜所用物镜为凹面镜，有球面和非球面之分。
比较常见的反射式望远镜的光学系统有牛顿式反射望远镜与卡塞格林式反射望远镜，另外还有里奇-克莱琴式、达尔-奇克汉式望远镜，这些系统都是沿轴的光学系统。
离轴设计有几种通过消除次镜或移动任何的辅助元件避开主镜光轴，以尽量避免阻碍入射光的设计，通常称为离轴光学系统，包括赫歇尔式，Schiefspiegler ，Yolo 望远镜等。
关键词：宽带二倍频； 晶体级联； 时间相位调制； 宽带激光； 光谱窄化1. 绪论激光技术的发展为实现受控热核聚变提拱了条件现代激光技术能产生聚焦良好的能量巨大的脉冲光束。
在惯性约束聚变(ICF)的研究中，为了抑制激光等离子体相互作用时的有害非线性效应，高激光和等离子体的耦合效率，具有一定光谱宽度的短波长激光被认为是一种较理想的光源。
目前，世界上在建和已建的ICF 激光驱动器普遍采用钕玻璃激光三次谐波转换后的紫外光(0．35um)作为打靶激光。
但是，由于紫外光易导致光学元件损伤，严重制约了激光动器的输出能力和运行性能。
而采用高能量宽带二倍频激光打靶则能避免元件的损伤问题。
同时取得与紫外光打靶相当的物理实验效果‘Ⅷ。
最近，国家点火装置(NIF)进行了二倍频激光打靶实验，192束的总能量高达3.4MJ ，并未出现光学元件的损伤问题，并且激光等离子体相互作用效果与三倍频光打靶没有明显差异。
因此，发展大宽带、高效率的二倍频技术具有重要的应用价值和需求牵引。
文中开展了高效宽带二倍频实验，获得了70％的转换效率，并研究了倍频过程中光谱的变化特性，实验结果与理论模拟结果相符。
研究结果为设计ICF 激光驱动器的二倍频器件提供了重要的实验依据。
2.系统结构及工作原理1 宽带激光谐波转换理论模型对1类匹配二倍频过程，忽略横向衍射、空间走离和三阶非线性效应影响，时域上表示宽带二倍频谐波转换的瞬态耦合波方程组可以表示为：211111112112121(,)(,)(,)(,)exp()2effiw d A z t A z t A z t i A z t A A i kz z t tn cββα*-∂∂∂+++=∆∂∂∂(1)222222212222122(,)(,)(,)(,)exp()2effiw d A z t A z t A z t i A z t A i kz z ttn cββα-∂∂∂+++=∆∂∂∂ (2)式中：jA 、1j β、2j β、jα、jn ，分别为频率q 处的复振幅、群速度的倒数、群速色散、吸收系数、折射率(倍频过程中，下标j=1，2分别表示基频光和二倍频光)；effd 为有效非线性系数；k ∆为相位失配量；c 为真空中的光速。
太阳风—磁层—电离层耦合的全球MHD数值模拟研究
太阳风—磁层—电离层耦合的全球MHD数值模拟研究一、综述随着空间技术的飞速发展，太阳活动对地球空间环境的影响日益显著。
太阳风是太阳外层连续发射出的带有带电粒子的微粒流，其携带的能量巨大，能够深入影响地球空间环境。
太阳活动周期性地改变太阳风的强度和频率，引起地球空间环境的剧烈变化。
在太阳活动的高潮期，太阳风与地球空间的相互作用尤为强烈。
地球空间包括电离层、磁层和太阳风之间复杂的相互作用区域，这些区域之间的耦合对于理解地球的空间天气至关重要。
电离层是大气层中的最内层，高度约85600公里，主要通过吸收太阳辐射而加热并产生电离，对无线电波的传播有着重要影响。
磁层则是地球周围一个巨大的磁力场区域，能够引导太阳风中的带电粒子沿着磁力线运动，同时对地球磁场产生维护作用。
太阳风与电离层、磁层的相互作用是空间环境研究的核心问题之一。
传统的地球空间环境研究多采用动力学模型、统计方法和实验室模拟等方法，但这些方法往往只能描述单一过程或局地现象，难以全面揭示整个地球空间环境的动态变化过程。
随着计算数学和计算机技术的发展，全磁层大气电磁耦合的数值模拟逐渐成为研究热点。
1. 太阳活动对地球空间环境的影响太阳活动是太阳表面各种现象的总称，包括太阳黑子、耀斑、日珥等。
这些活动会产生大量的高能粒子，如电子、质子和离子，它们在太阳风的驱动下流向太阳系各个方向。
当这些高能粒子到达地球附近时，它们与地球的磁场和大气相互作用，从而影响地球的空间环境。
太阳活动产生的高能粒子会对地球的磁场产生影响。
当高能粒子进入地球的磁场时，它们会沿着磁力线运动，形成所谓的范艾伦辐射带。
这些辐射带中的高能粒子对地球的磁场产生了强烈的扰动，使得地球的磁场发生变化。
太阳活动产生的高能粒子还会影响地球的电离层。
电离层是地球大气层中的一个区域，其中空气分子被电离成离子和电子。
太阳活动产生的高能粒子可以穿透电离层的边界层，将其能量传递给电离层中的气体分子，从而改变电离层的密度和温度分布。
激光等离子体相互作用的能量吸收机制
激光等离子体相互作用的能量吸收机制
激光等离子体相互作用的能量吸收机制，是一种通过激光与等离子体相互作用来实现能量传递和吸收的过程。
这种机制是基于以下几个原理和过程。
1. 激光与等离子体相互作用的电场耦合效应：激光束的电场能够与等离子体中的自由电子作用，并通过电子的电荷加速和减速来传递能量。
2. 等离子体反射和折射：等离子体具有特定的折射率和反射率，可以通过调节激光束的入射角度和等离子体参数来影响激光能量的吸收。
3. 等离子体吸收激光能量的共振吸收效应：等离子体的特定频率范围内，其自然振荡频率与激光束的频率相匹配，从而实现最大能量吸收效果。
4. 等离子体与激光束的碰撞吸收：激光束与等离子体中的原子或分子发生碰撞，使得它们处于高能级状态，并通过辐射、电离和复合等过程来释放能量。
5. 等离子体的冷却和热化过程：激光束的能量吸收最终导致等离子体的加热。
等离子体通过电子碰撞传递能量，可以通过辐射、热传导和热扩散等过程来冷却或热化。
这些机制和过程的综合作用，可以实现激光与等离子体之间的能量转移和吸收效果。
通过改变激光的参数、等离子体的性质和结构以及相互作用的环境条件，我们可以控制和优化这种能量吸收机制，从而实现对等离子体的精确控制和处理。
VSim电磁粒子仿真技术
VSim专业电磁粒子仿真美国Tech-X公司由John R. Cary博士创立，总部设在美国科罗拉多州博尔德市，是专业的等离子技术软件供应商。
Tech-X公司的产品主要包括电磁粒子仿真软件VSim和电磁流体仿真软件USim。
VSim软件提供的独特物理模型涵盖整个等离子体和射频领域的仿真问题，借助于VSim强大的并行算法，诸多应用领域问题得以求解，例如激光等离子相互作用、高功率微波器件、真空电子器件、脉冲功率、高压放电、加速器等。
VSim软件支持从笔记本、台式机到超级计算机，从单核到数万核并行的多操作系统平台。
USim软件是支持等离子体、高超声速流体、化学反应流体模拟的专业电磁流体仿真软件，是求解高超声速流体力学、高能密度物理、天体物理、电气工程等领域复杂问题的高端工具。
VSim软件发展VSim软件是一款灵活的包含电磁场、粒子和等离子体物理的软件，起源于2001年为美国政府部门应用所做的开发。
VSim早期版本称为VORPAL，主要用于解决联邦政府面临的种种难题，包括等离子体加速、加速器腔建模、磁约束核聚变的研究等。
2004年9月30日，Nature杂志封面展示了VORPAL软件对激光尾场加速的仿真结果，对相关实验的成功有重大的指导意义。
2012年11月，推出VSim 6.0。
VSim6.0全面更新了碰撞和蒙特卡洛模块，另有用于全电磁场模拟的新增功能，其便携性和易用性进一步改进。
VSim6.0软件能在日益增长的商业需求方面做的更好。
VSim软件功能模块VSim 专业电磁粒子仿真软件VSim 是包含全电磁模型的粒子仿真软件，是等离子体、微波与真空电子器件、脉冲功率与高电压、加速器、放电等离子体等领域的尖端仿真工具。
VSim 物理基础VSim 功能特征Particle-In-Cell 模型VSim 使用PIC 算法(Particle-in-Cell)来模拟等离子体的演化。
等离子体粒子之间以及和外界的相互作用通过电磁Maxwell 方程组或者静电Poisson 方程求解，等离子体粒子的运动利用宏粒子的相对论运动方程跟踪。
纳米光子学中的局域场增强和强耦合效应
纳米光子学中的局域场增强和强耦合效应纳米光子学是研究纳米尺度下光与物质相互作用的学科，它涉及到光子的局域场增强和强耦合效应。
本文将探讨纳米光子学中的局域场增强和强耦合效应对材料与光相互作用的影响。
一、纳米光子学的背景和概念纳米光子学是在纳米尺度下研究光与物质相互作用的新兴学科。
在纳米尺度下，电磁波与纳米尺度物体相互作用时，电场强度会在物体表面和附近形成局域场增强现象。
局域场增强指的是在纳米尺度物体表面和附近，电磁波的电场强度显著增强的现象。
二、局域场增强的机制局域场增强的机制可以通过表面等离子体共振来解释。
表面等离子体共振是当金属或半导体纳米结构暴露在光的作用下，电子与光波相互作用产生的电池极化现象，形成局域电磁场增强。
这种局域场增强现象在纳米材料领域具有重要的应用价值。
三、局域场增强的应用局域场增强的现象对纳米材料的光学和电学性质具有重要影响，并且在纳米光子学中具有广泛的应用。
例如，在纳米催化剂领域，利用局域场增强的现象可以提高催化剂的效率和选择性。
此外，在纳米生物传感器领域，利用局域场增强可以增强传感器的灵敏度和特异性，提高检测的准确性。
四、强耦合效应的概念强耦合效应是指在纳米结构与光之间存在强烈相互作用的现象。
当纳米结构的共振频率与光的频率非常接近时，会产生强耦合效应。
强耦合效应是实现单光子调控和量子信息传输的重要基础。
五、强耦合效应的机制和应用强耦合效应的机制可以通过电磁场和物质之间的相互作用来解释。
在纳米器件中，通过调节电磁场和物质之间的耦合强度，可以实现纳米器件的光学性能优化和调控。
强耦合效应在纳米光子学中具有广泛的应用，例如在量子计算、量子信息存储等领域。
六、纳米光子学中的挑战和前景纳米光子学作为一门新兴的学科，面临着许多挑战。
例如，在纳米结构制备和表征方面，需要开发出更加高效和精确的技术。
同时，在纳米材料的性能优化和调控方面，需要深入研究光与物质相互作用的机制和规律。
然而，纳米光子学的发展前景仍然广阔。
真空环境下激光烧蚀铝靶冲量耦合系数的数值模拟
第22卷第12期2010年12月强激光与粒子束H I G H PO W E R I。
A SE R A N D P A R T I C I。
E B EA M SV01．22。
N o．12D ec．，2010文章编号：l O O卜4322(2010)12—2853’04真空环境下激光烧蚀铝靶冲量耦合系数的数值模拟+袁红，童慧峰，孙承纬，赵剑衡，李牧(中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳621900)摘要：通过分析不同情况下激光与固态靶、气化物质的作用机理。
利用激光体烧蚀模型，采用流体力学理论和1维Lagr an ge有限差分的计算方法，对真空条件下不同激光参数下气化物质对靶产生冲量的过程进行了数值模拟，模拟计算结果与实验测量结果、Phi pps定标关系符合较好。
计算结果表明。
在等离子体的情况下冲量耦合系数随着激光强度增大而减小。
关键词：冲量耦合；等离子体；激光驱动；飞片中图分类号：T N249文献标志码：A doi：10．3788／H P L PB20102212．2853激光辐照固体靶引起靶物质的气化和烧蚀，靶蒸气或等离子体的喷溅膨胀施加给固体靶表面反冲压力及冲量，这种冲量耦合效应成为激光推进、激光清除空间碎片等的研究基础111]。
高功率激光脉冲时间宽度很窄，作用于靶的宏观力学效应用冲量来表示。
单位入射激光能鼍所获得的靶的冲量称为激光与靶的冲量耦合系数，是衡量激光推进效应的重要参数指标。
近年来，国内外学者针对不同条件下激光与物质相互作用的冲量耦合问题开展了相关研究，得到了很多有实际应用价值的成果【5呻]，如Phi pps等¨1结合众多学者的实验数据，采用解析近似方法，得到-r不同条件下激光与靶冲鼍耦合的定标关系。
本文利用激光体烧蚀模型，采用流体力学理论和1维1．a gr a nge有限差分的计算方法，对真空条件下不同波长、不同脉宽、不同功率密度激光辐照时的冲量耦合进行了计算分析，模拟结果与实验结果、Phi pps定标关系较好符合。
激光等离子体流场的数值模拟
激光等离子体流场的数值模拟
激光等离子体流场的数值模拟是一种常见的研究方法，它可以用来研究激光等离子体流场的特性和行为。
该方法使用计算机模拟技术，通过对流场的数值计算，可以得到流场中各种参数的变化规律和分布情况。
在进行激光等离子体流场的数值模拟时，需要考虑多种因素，如激光的功率、频率、聚焦方式等。
还需要考虑等离子体的物理特性，如密度、温度、电离程度等。
通过对这些因素进行综合分析和计算，可以得到较为准确的流场模拟结果。
激光等离子体流场的数值模拟在实际应用中有着广泛的应用，如在激光加工、等离子体喷涂、等离子体医学等领域中都有着重要的作用。
通过对流场的数值模拟，可以有效地指导实际操作，提高工作效率和质量。
激光等离子体流场的数值模拟是一种重要的研究方法，它可以为实际应用提供有力的支持和指导。
等离子体效应
表面等离子体表面等离子体表面等离子体（surface plasmons，SPs）是一种电磁表面波，它在表面处场强最大，在垂直于界面方向是指数衰减场，它能够被电子也能被光波激发。
表面等离子体是目前纳米光电子学科的一个重要的研究方向，它受到了包括物理学家，化学家材料学家，生物学家等多个领域人士的极大的关注。
目录编辑本段1902年，R. W. Wood在光学实验中首次发现了表面等离激元共振现象。
1941年，U. J. Fano等人根据金属和空气界面上表面电磁波的激发解释了这一现象。
R. H. Ritchie注意到，当高能电子通过金属薄膜时，不仅在等离激元频率处有能量损失，在更低频率处也有能量损失峰，并认为这与金属薄膜的界面有关。
1959年，C. J. Powell和J. B. Swan通过实验证实了R. H. Ritchie的理论。
1960年，E. A. Stren和R. A. Farrel研究了此种模式产生共振的条件并首次提出了表面等离激元（Surface Plasmon，SP）的概念。
在纳米技术成熟之后，表面等离子体受到了人们极大的关注，成为目前研究的热点。
它已经被应用于包括生物化学传感，光电子集成器件多个领域。
编辑本段基本原理表面等离子体（Surface Plasmons，SPs）是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。
其产生的物理原理如下：如作图所示，在两种半无限大、各向同性介质构成的界面，介质的介电常数是正的实数，金属的介电常数是实部为负的复数。
根据maxwell方程，结合边界条件和材料的特性，可以计算得出表面等离子体的场分布和色散特性。
金属膜与电介质表面间的等离子体振荡一般来说，表面等离子体波的场分布具有以下特性：1.其场分布在沿着界面方向是高度局域的，是一个消逝波，且在金属中场分布比在介质中分布更集中，一般分布深度与波长量级相同。
2.在平行于表面的方向，场是可以传播的，但是由于金属的损耗存在，所以在传播的过程中会有衰减存在，传播距离有限。
等离子体耦合光 催化-概述说明以及解释
等离子体耦合光催化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述等离子体耦合光催化是一种新兴的光催化技术，将等离子体与光催化技术相结合，旨在利用等离子体的高能量和光催化材料的光吸收能力，实现更高效、更可控的光催化反应。
随着环境污染和能源危机的日益严峻，寻找高效、环保的方法来处理废水、净化空气以及产生可再生能源成为当前亟待解决的问题。
传统的光催化方法往往受限于光吸收与转化效率的限制，导致反应效率低下。
而等离子体耦合光催化技术的出现，为克服这些限制带来了新的解决方案。
等离子体耦合光催化技术能够将等离子体产生的高能量与光催化材料的光催化效应相结合，形成一种协同作用。
等离子体在电磁场作用下产生的高能电子和激发态粒子能够提供额外的能量，加速光催化反应的进行。
此外，等离子体还能够提供额外的活性位点，增加催化剂表面的反应活性，进一步提高反应效率。
等离子体耦合光催化技术在多个领域具有广泛的应用前景。
在环境污染治理方面，它可以用于水处理、废气处理以及有机污染物的降解等。
此外，等离子体耦合光催化还可以应用于能源转化领域，如光电催化水分解制氢、光催化二氧化碳还原等。
随着科学技术的不断进步，对等离子体耦合光催化技术的研究也在不断深入。
未来的研究方向包括进一步优化催化材料的结构和性能，提高反应效率和选择性；研究等离子体与光催化材料之间的相互作用机理，深入理解其协同效应；探索新的应用领域，发展更多样化的等离子体耦合光催化反应。
总之，等离子体耦合光催化技术作为一种新型的光催化方法，具有很大的应用潜力。
通过充分发挥等离子体的高能量和光催化材料的光吸收能力，可以实现高效、可控的光催化反应，为环境污染治理和能源转化提供新的解决方案。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对等离子体耦合光催化进行概述，介绍文章的目的和结构安排。
首先，将简要介绍等离子体催化的概念和原理，说明等离子体耦合光催化在催化领域的应用前景。
强激光等离子体耦合效应的数值模拟
第9卷第3期强激光与粒子束V o l.9,N o.31997年8月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S A ug.,1997强激光等离子体耦合效应的数值模拟屠琴芬俞汉清陈志华Ξ(西北核技术研究所,西安69信箱15分箱,710024摘要研究了高强度(1012~1014W c m2,纳秒脉冲(高斯型激光与A l、CH等离子体的耦合效应。
采用一维双温、单流体力学方程组,数值模拟研究激光强度和波长对靶表面能量沉积和对等离子体特征参数的影响。
激光等离子体耦合的主要机制有:轫致辐射、逆轫致辐射吸收、热扩散和电子、离子之间碰撞能量交换。
给出了电子最高温度与光强的近似定量关系。
关键词强激光等离子体耦合效应数值模拟ABSTRACT T he coup ling effect of h igh2in ten sity nano second laser pu lse w ith A l o r CHp las m as are studied u sing the hydrodynam ical equati on s w h ich are one2di m esi onal,doub le2tem2peratu re,single2flu id.T he effects of laser in ten sity and w avelength on energy depo siti on in thetarget su rface and p las m a param etes are num erically investigated.T he m ain m echan is m oflaser p las m a coup ling includes the free2free b rem sstrah lung em issi on,inverse b rem sstrob lungab so rp ti on,the heat diffu ssi on and energy exchange betw een electron s and i on s.T he ap rox i2m ate scales of m ax i m um electron temperatu re give ou t w ith respect to the laser in ten sity.KEY WOR D S h igh in ten sity laser,p las m a,coup ling effect,num erical si m u lati on对垂直入射靶表面的高强度激光的能量沉积过程,以及激光与等离子体的耦合效应进行了数值模拟。
激光等离子体相互作用的数值模拟
图、 电子 速度分 布图的基础 上 ， 采用 ３ 图像 ， 维 分析 了激光 等离子 体相 互作 用时产生 的典型 物理现 象 。
１ 物 理 模 型
激光 入射等离子 体 区域模 型 如图 １ 示 。激 光 脉 冲从 所 模 拟 区域 的左边界 沿 ｚ轴方 向入 射 ， 首先 进入 真空 区 ， 当激 光 脉 冲稳定 后入射 等离子 体 区 。２维 计 算 区域 为 图 １中阴 影 的等离子 体 区域及 空 白的 真 空 区域 ， 等离 子 体 区域 由电 子 和 Ａｒ 离子组 成 ， 左边 界采 用高 斯激 光入 射边界 ， 右边 界 采 用理 想导体边 界 ， 上下 边界 采用 溢 出吸 收边界 。 激光 入射 等离子体 物理过 程 复杂 ， 响 因素众 多 ， 了 影 为 建 立适合 描述激 光 等离 子 体 相互 作 用 的数 学模 型 ， 如 下 作 假 设 ： 激光脉 冲沿边界 的空 间横 向剖 面 为高斯 型 ， 时间 ① 随 变化 为梯 形 ； 等离子体 区 内仅有 电子 和 离子 具 有初 始速 度 ； 为 了避 免 激光 在空 气 中传播 时 复 杂 的 电离 过 ② ③ 程 ， 设激光 在到达等 离子体 表 面前 首先 穿过真 空区域 ； 粒子 在 Ｙ方 向取 周期性 边界 条 件 ， 假 ④ 系统左 端 与 等离 子体 之间 的真 空区域 足够大 ， 允许 等离 子 体 自由膨胀 。
真空 中的 ３ 传 播 形 貌 。 由 ３维 密 度 分 布 图发 现 ： 光 产 生 的 巨 大 的 有 质 动 力 向两 侧推 动 粒 子 ， 成 等 离 子体 维 激 形
密 度通 道 ； 当激 光 脉 冲 入 射 等 离 子 体 区域 后 ， 向加 速 的 电子 速 度 峰 值 出现 在 电 流 峰 值处 。 纵 关 键 词 ： 激 光 等 离 子 体 ； 数 值 模 拟 ； 激 光 脉 冲 形貌 ； 脉 冲 宽 度
高功率微波与等离子体相互作用理论和数值研究
× [Exn (k + 1) − Exn (k)] . (16)
对于泊松方程和粒子的连续性方程式, 时间和
空间微分均采用
∂f (qi ) = f (qi+1) − f (qi−1)
∂q
2∆q
和
∂2f (qi ) ∂q2
=
f (qi+1)
− 2f (qi ) + (∆q)2
f (qi−1)
上述方程 (7) 中的 Dα 和方程 (9) 中的 Rαj 均与 电子的能量密切相关, 而在高功率微波与等离子体
相互作用过程中, 电子的能量主要由其与电场的
相互作用决定, 即可以认为电子能量由电场强度决
定. 而电子能量与电场之间的关系, 可以用波尔兹
曼方程来表征
∂f
e
∂t + υ · ∇f − m E · ∇υf = C[f ],
∂nα/∂t + ∇ · Γα = Sα, (连续性方程),
(6)
Γα = ±µαnαE−∇(nαDα),
(漂移扩散近似下的流量方程),
(7)
∇ · (ε∇ϕ) = −e(Zi ni − n e ), (泊松方程), (8)
其中, e 和 Zi e 为电子和离子电量, nα, Γα, µα, Dα 以及 Sα 分别对应 α 粒子的浓度、流量、迁移率、扩 散常数以及源项, α 粒子包括电子、各种离子以及
物 理 学 报 Acta Phys. Sin. Vol. 63, No. 9 (2014) 095202
高功率微波与等离子体相互作用理论和数值研究∗
袁忠才 时家明†
(脉冲功率激光技术国家重点实验室, 电子工程学院, 合肥 230037) ( 2013 年 10 月 23 日收到; 2013 年 11 月 27 日收到修改稿 )
第二节激光与等离子体相互作用优质PPT
等离子体点燃时间
什么时候产生等离子体？
激光焊接中的光致等离子体
得出：环境压力降低时，工件表面的等离子体数量减少，熔深增加且达到饱和熔深。
1、袁钢等人(1988)归纳了国外的大量实验数据， 激光焊接中的光致等离子体
等离子体通过多种机制吸收在其中传播的激光能量，使自己的温度升高，电离度增大。
第二节激光与等离子体相互作用
回忆
激光等离子体的产生机理
l 热驱动：高功率激光作用于金属表面，产生蒸汽、 蒸汽易电离、自由电子吸收激光、进一步电离—高 功率+金属
l 光电离：1个或者数个短波长激光光子被环境气体 中的原子吸收，由于光子能量大于电离势—单光子： 紫外；多光子：波长小于1m
l 电子崩或级联电离：环境气体中的自由电子吸收激 光能量，运动速度加快发生非弹性碰撞，产生电子 崩，电子密度呈指数增长---环境气体+长波激光。
z：电离度
激光在等离子体中的传播方程
3、其它
l 密度和速度由流体力学方程给出：质量守恒、动量 守恒和能量守恒
tne,i (ne,iue,i)0
d d tu e n e 1 m e p e m e e(E u e B )e i(u e u i) d d tu i n i1 m i p i m 2 e i(E u i B ) n n e im m i ee i( u e u i)
l 群速度 包含了电子屏蔽、离子屏蔽，消除了积分的发散。
g 而激光焊接则不希望激光能量被等离子体吸收
2 21 /2 pe
传播、吸收、散射、折射
l 相速度 v /k c/(1 /) 短波长激光能够大大提高激光逆韧致吸收效率，由于集体效应的影响，即使波长再短，吸收效率也不会达到1
COMSOLMultiphysics等离子体数值模拟
COMSOLMultiphysics等离子体数值模拟仿真智领创新Simulating inspires innovation中仿科技May 12COMSOL Multiphysics等离子体数值模拟安琳博士 Dr. Lynn An中仿科技创新汇系列专题研讨会?仿真智领创新Simulating inspires innovation内容提要关于中仿科技与COMSOL等离子体基本知识等离子体物理的数值模拟技术成功案例分享仿真智领创新Simulating inspires innovationWho are weFounded?in?Stockholm,?Sweden,?1986Gloabal?R&D?Center:USA,?Sweden,FinlandCOMSOLGlobalkick-o,2008仿真智领创新Simulating inspires innovationCnTech for China:中仿科技亚太总部:上海?分支机构:北京,武汉,深圳?仿真智领创新Simulating inspires innovationMul%physics?is?the?name?of?the?game,?while?PDEs?set?the?rules ?-? --Dr ?Svante?Li?marck,?CEO?of?COMSOL?IncCOMSOL Multiphysics v4.2a 仿真智领创新Simulating inspires innovation等离子体物质的第四态? 高度电离的气体电场粒子碰撞仿真智领创新Simulating inspires innovation等离子体分类? 粒子密度(个/m3)致密(电弧,1025)稀疏(星际,106)? 温度低温等离子体高温等离子体,仿真智领创新Simulating inspires innovation等离子体的分类? 热平衡等离子体电子的温度=粒子的温度电子温度?一般小于104K常压下的电弧放电、感应放电? 非热平衡等离子体电子的温度粒子的温度电子温度?一般在104K以上低压条件下的DC辉光放电、感应放电常压下的介质阻挡放电仿真智领创新Simulating inspires innovation高温与低温等离子体??高温等离子体温度为108?~109 K,完全电离的等离子体热平衡等离子体热核聚变、太阳和恒星发射的等离子体??低温等离子体热等离子体 thermal plasma? 稠密气压(大气压以上),温度103?~105 K? 短脉冲放电(电晕放电)、电弧滑动喷射式放电? 电弧、高频、燃烧等离子体冷等离子体? 电子温度103?~104 K,气体温度低? 电子与离子或者中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量? 稀薄气压辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电仿真智领创新Simulating inspires innovation描述等离子体的物理量? 密度电子密度离子密度中性粒子密度? 温度电子温度离子温度中性粒子温度(气体温度)1 eV = 11600 K仿真智领创新Simulating inspires innovation低温等离子体的产生和常见应用? 辉光放电? 电晕放电? 介质阻挡放电? 射频低温等离子体放电? 滑动电弧放电? 射流低温等离子体放电? 大气压或次大气压下的辉光放电仿真智领创新Simulating inspires innovation辉光放电? 辉光放电(Glow Discharge)工作压力?一般低于10 mbar封闭容器内两个平行电极板直流或交流电源气体放电颜色有规律维持低压,成本高实验室:化学等离子体实验灯光照明、半导体工业仿真智领创新Simulating inspires innovation电晕放电? 电晕放电(Corona Discharge) 气体介质在不均匀电场中的自持放电典型如:曲率半径很大的尖端电极有光亮,有“滋滋”声可以在大气压下发生,需要高电压高压高电场条件,易局部放电静电除尘、污水处理、空气净化大气电平衡(树木、避雷针)海洋表面溅射水滴电晕形成有机物仿真智领创新Simulating inspires innovation介质阻挡放电(DBD)? 介质阻挡放电(DBD) 无声放电或介质阻挡电晕绝缘介质插入放电空间通常在高气压下工作104 ?~ 106 Pa电源频率50 Hz ?~ 1 MHz极板间充有工作气体,电极被绝缘介质覆盖或绝缘颗粒悬浮填充在极板之间化学反应器高分子和金属薄膜及板材的表面改性和清洗仿真智领创新Simulating inspires innovation射频低温等离子体放电? 射频低温等离子体放电(Radio Frequency Plasma Discharge)高频电压使电极周围的空气电离有毒废物的清除和裂解线形放电或者喷射放电仿真智领创新Simulating inspires innovation滑动电弧放电? 滑动电弧放电(Glide Arc Discharge) 弧形电极,高压下中心击穿中等电压维系放电电流并向外膨胀灭弧后自动重新起弧,呈脉冲喷射如火焰?一般跳动但温度很低材料的表面处理有毒废物的清除和裂解低温等离子体炬仿真智领创新Simulating inspires innovation射流低温等离子体放电? 射流低温等离子体放电(Jet Discharge) 等离子体炬等离子中心温度数千度,属于热等离子体氩弧焊空气等离子体切割机等离子体喷涂仿真智领创新Simulating inspires innovation大气压下的辉光放电? 大气压下辉光放电(APGD)激励源频率在1 kHz以上双介质阻挡必须使用氦气获得比较均匀的雾状放电? 次大气压下辉光放电(HAPGD)表面聚合、表面接枝金属渗氮冶金表面催化、化学合成各种粉、粒、片材料的表面改性和纺织品的表面处理。
激光在等离子体中成丝特性的数值模拟
第12卷 第3期强激光与粒子束V o l.12,N o.3 2000年6月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E B EAM S Jun.,2000 文章编号: 1001—4322(2000)03—0293—04激光在等离子体中成丝特性的数值模拟Ξ于立春, 陈志华, 屠琴芬(西北核技术研究所,西安69信箱,710024) 摘 要: 用数值模拟方法研究激光在等离子体中成丝的发展过程及其特征参数对成丝的影响。
模拟结果清晰地给出柱状成丝不稳定性的产生及发展。
计算结果表明:入射激光强度、入射激光波长及等离子体背景密度是影响会聚强度的重要因素。
该结果与国外报道的理论和实验研究吻合,可为研究抑制成丝提供参考。
关键词: 激光; 等离子体; 成丝; 不稳定性; 数值模拟 中图分类号: TN249;O534 文献标识码: A 成丝不稳定性问题是惯性约束聚变(I CF)中影响较大的重要问题之一。
国内、外对此进行了大量的理论和实验研究[1～7]。
激光在等离子体中传输时,由于等离子体密度的小扰动,使等离子体对激光能量的吸收产生时间和空间的不均匀,因而在光强大的地方,由激光高频电场在等离子体中产生的有质动力将等离子体从传播轴向外排斥,使之密度降低,折射指数增大,结果使激光传播的相速度变低,激光波阵面产生大的扭曲。
从而导致该处的激光强度进一步增强,密度再次下降。
随着这种不稳定性的发展,扰动的振幅不断增大,出现激光强度会聚和等离子体密度排空,最终引起光束成丝。
本文主要研究高斯脉冲激光束在冕区等离子体中的成丝及特征参数对成丝的影响。
1 理论模型及数学描述1.1 激光电场的波动方程和流体力学方程组 本文所研究的对象是中等强度激光(1013W c m2≤I≤1014W c m2)在高温低密度等离子体中传播时的成丝现象。
此时激光2等离子体相互作用的物理过程,可以由激光电场波动方程和等离子体小扰动线性流体力学方程组耦合描述[1]。
等离子体协同耦合效应
等离子体协同耦合效应
嘿，大伙们！今天咱来聊聊等离子体协同耦合效应是啥。
就说有一次我去科技馆玩。
在一个展厅里看到一个很神奇的装置，那里面有一些奇怪的光芒在闪烁。
我就好奇地凑过去看，旁边的解说员就开始给我介绍，说这是等离子体协同耦合效应的展示。
等离子体协同耦合效应呢，简单来说就是不同的等离子体在一起相互作用，产生一些很特别的效果。
就像在那个装置里，几种不同的等离子体相互影响，发出了漂亮的光芒。
我记得有一回看一个科学节目，里面也提到了等离子体协同耦合效应。
说是在一些特殊的环境下，等离子体的协同耦合可以产生强大的能量，甚至可以用来解决一些难题。
比如说，在未来可能可以利用等离子体协同耦合效应来开发更高效的能源，或者制造出更厉害的材料。
所以啊，等离子体协同耦合效应虽然听起来很复杂，但其实很神奇。
下次你看到一些奇怪的光芒或者听到关于等离子体的话题时，就可以想想这个效应啦。
这就是等离子体协同耦合效应。
超高压脉冲电场与低温等离子体技术的耦合效应
超高压脉冲电场与低温等离子体技术的耦合效应《超高压脉冲电场与低温等离子体技术的耦合效应》超高压脉冲电场和低温等离子体技术，这俩就像是科技领域里两个身怀绝技的大侠。
超高压脉冲电场呢，有着强大的力量，能够在瞬间释放出高能量，就像武林高手打出的强力一击。
低温等离子体技术也不简单，它就像一个神秘的魔法师，可以在低温状态下产生各种奇妙的反应。
当这两者结合起来，那产生的耦合效应可不得了。
这耦合效应就像是一场精心编排的交响乐。
超高压脉冲电场像是激昂的鼓点，一下一下地敲打着节奏，为整个反应提供强大的动力和驱动力。
低温等离子体技术则像是优雅的小提琴，用它那细腻而独特的旋律为整个过程增添了丰富的变化。
从微观角度看呢，超高压脉冲电场的高能量可以让物质中的分子和离子排列发生变化，就好像一群调皮的小蚂蚁本来杂乱无章地走着，突然被一股强大的力量驱使着站成了整齐的队列。
低温等离子体技术这个时候就像一阵轻柔的微风，轻轻吹拂着这些排列好的分子和离子，让它们之间发生更多微妙的反应。
在工业应用方面，这种耦合效应就像是一把万能钥匙。
比如说在材料表面处理上，超高压脉冲电场与低温等离子体技术的耦合效应能够让材料表面像被施了魔法一样。
它可以使材料表面的粗糙度、亲水性等性质发生改变，这可比传统的处理方法高效多了。
传统的方法可能就像用钝斧子砍树，又费力效果又不好。
而这个耦合效应就像一把锋利的电锯，轻松又高效。
在食品加工领域，这耦合效应也有着独特的作用。
它就像一个超级保镖，既能保证食品的安全，又能很好地保留食品的营养成分。
超高压脉冲电场和低温等离子体技术协同工作，就像两个默契的伙伴。
一个负责把有害的微生物驱赶出去，就像赶走偷吃粮食的小老鼠；另一个负责把食品中好的成分牢牢锁住，就像把珍贵的宝藏放在安全的宝箱里。
在医疗方面呢，这种耦合效应也像是一个希望之光。
它或许可以为一些难以治疗的疾病提供新的治疗思路。
超高压脉冲电场就像一个先锋官，冲在前面打破疾病的防线，低温等离子体技术就像后续的医疗部队，对被突破的地方进行修复和治理。
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第9卷 第3期强激光与粒子束V o l.9,N o.3 1997年8月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S A ug.,1997 强激光等离子体耦合效应的数值模拟屠琴芬 俞汉清 陈志华Ξ(西北核技术研究所,西安69信箱15分箱,710024) 摘 要 研究了高强度(1012～1014W c m2),纳秒脉冲(高斯型)激光与A l、CH等离子体的耦合效应。
采用一维双温、单流体力学方程组,数值模拟研究激光强度和波长对靶表面能量沉积和对等离子体特征参数的影响。
激光等离子体耦合的主要机制有:轫致辐射、逆轫致辐射吸收、热扩散和电子、离子之间碰撞能量交换。
给出了电子最高温度与光强的近似定量关系。
关键词 强激光 等离子体 耦合效应 数值模拟 ABSTRACT T he coup ling effect of h igh2in ten sity nano second laser pu lse w ith A l o r CHp las m as are studied u sing the hydrodynam ical equati on s w h ich are one2di m esi onal,doub le2tem2peratu re,single2flu id.T he effects of laser in ten sity and w avelength on energy depo siti on in thetarget su rface and p las m a param etes are num erically investigated.T he m ain m echan is m oflaser p las m a coup ling includes the free2free b rem sstrah lung em issi on,inverse b rem sstrob lungab so rp ti on,the heat diffu ssi on and energy exchange betw een electron s and i on s.T he ap rox i2m ate scales of m ax i m um electron temperatu re give ou t w ith respect to the laser in ten sity. KEY WOR D S h igh in ten sity laser,p las m a,coup ling effect,num erical si m u lati on 对垂直入射靶表面的高强度激光的能量沉积过程,以及激光与等离子体的耦合效应进行了数值模拟。
激光波长为0.25～1.06Λm,强度为1012～1014W c m2。
脉冲形状为高斯型,半高宽为1n s。
靶表面激光能量沉积率、质量烧蚀率和等离子体的特征参数均与入射激光强度、波长和靶材的性质有关。
考虑等离子体是由离子、电子组成,并假设等离子体是电中性的。
对电子和离子的压力、温度和热传导系数分别给予考虑。
并利用近似的“co ronal”态方程求解电离度[2]。
激光等离子体相互作用的主要机制包括:自由2自由轫致辐射,逆轫致吸收、电子2离子碰撞能量交换、热传导和激光能量沉积等。
对上述物理模型过程,采用一维双温、单流体力学方程组,由显、隐式耦合的差分方程进行数值模拟。
计算给出电子最高温度与激光强度的近似定量关系;等离子体特征参数的时空变化;等离子体特征参数与入射光强、波长、靶材性质的关系。
同时,还给出靶表面能量沉积随时间的变化关系。
整个模拟清晰地展现了激光等离子体耦合效应的物理过程。
我们的计算结果与国内外理论和实验结果吻合[1,2,4]。
1 模型 一束高斯型激光(半高宽为1n s,波长分别为Κ=1.06Λm,Κ 2,Κ 3,Κ 4,光强为1012、1013、1014W c m2)入射到A l和CH靶上,将靶置于真空环境中。
Ξ国家863惯性约束聚变领域资助项目。
1997年3月4日收到原稿,1997年7月3日收到修改稿。
屠琴芬,女,1941年5月出生,副研究员。
由于入射激光强度很高,脉宽很窄,忽略靶的加热、熔化过程,认为激光辐照靶的瞬间,靶即开始喷射。
喷射率由文献[1]给出。
2 双温单流体力学方程 一维平面守恒方程5R5t=u(1)5R 5x=Θ0Θ(2)5u5t=-c V 5p5R(3)p=p i+p e+q a(4)q a=l22Θ5u5x-5u5x[2](5)Θ=AN An i(6)式中R为欧拉坐标,x为拉格朗日坐标,Θ为密度,c V为比容,q a为人造粘性,p i、p e分别为离子、电子压力,A为原子量,N A为阿伏加德罗常数。
对电子、离子的能量守恒方程分别为55t(cΜe T e+E B)=-(55R Q e+p e55R u)-E ei-ΕT+k L I a(7)55t(c v i T i)=-55R Q i+p i55R u)+E ei(8)E B为电子束缚能,Q e为电子热传导贡献,E ei为电子2离子碰撞能量交换,ΕT为轫致辐射,k L I a 为激光能源项。
在计算热通量中,均进行限流计算[3]Q=m in k j 5T5R,f n TTm e1 2sgn5T5R(9)式中,k j为热传导系数,j=e为电子热传导系数,j=i为离子热传导系数,f的取值为0103～016。
在如此高的强激光照射下,电子温度T e和离子温度T i迅速上升,在极短时间内电子温度可达到几个eV以上,而密度又很稀薄(小于10-3g c m3)因而它们满足理想气体方程。
激光能量沉积计算方面,只考虑激光从法线方向入射,设介质是吸收介质,到达临界面时则发生反射,反射后激光再次被等离子体吸收。
不考虑激光的动量沉积和等离子体的反射和反常吸收。
并假设激光在临界面是全反射的,当所有点的电子密度低于临界密度时,称此时为介质被激光烧穿的时刻。
3 结果 根据基本方程和参数方程的性质,对能量方程采用隐式差分,对运动方程采用显式差分格式,模拟激光与等离子体的耦合过程。
根据稳定性条件要求,选取时间和空间步长。
根据上述模型,编制了一维双温流体力学激光打靶程序,模拟计算激光辐照A l、CH靶生成等离子的物理过程。
计算出等离子体特征参数的时空分布;图1给出激光辐照铝靶时,靶面能量沉积随时间的293强激光与粒子束第9卷变化。
图中曲线1为Gau ss 脉冲激光I (t ) I 0,曲线2为靶面能量沉积∫t 0I (t )d t ∫0.250I (t )d t ),曲线3为入射激光能量∫t 0)(t )d t ∫Σ0)(t )d t (I 0=1013W c m 2,Κ=0.248Λm ,Σ=2n s )。
图2给出不同激光强度下,归一化电子数密度n e n c (n c 是临界密度)、电子温度T e 的空间分布,图中,曲线1,2,3激光强度I m ax 分别为1012、1013、1014W c m 2,Κ=1.06Λm ,半高宽(FW HM )为1n s 。
由图2可见,对低强度的激光,其空间分布形状接近梯形,随强度的增加分布形状逐渐展开。
图3给出强度为1013W c m 2,Κ=0.53Λm 辐照铝靶条件下,空间某一固定点的电子数密度n e 、电子温度T e 随时间变化。
图4给出等离子体速度的时空分布,最大速度可以达到约107c m s 的量级。
F ig .1 Energy ab so rp ti on on target vs ti m e .T he nom al p rofiles of Gau sslaser pu lse (1),energy depo siti on rate (2),and inciden t laser energy (3).图1 靶面能量沉积随时间变化F ig .2 E lectron den sity n e n c and temperatu re T e p rofilesat the peak of the laser pu lse(1)I m ax =1012W c m 2;(2)1013W c m 2;(3)1014W c m 2图2 峰值时刻电子数密度n e n c 、电子温度T e的空间分布F ig .3 T i m e dependence of electron den sity and temperatu re p rofiles at a po in t of spatial (I 0=1013W c m 2,Κ=0.53Λm )图3 空间某一固定点电子数密度n e 、电子温度T e 随时间变化F ig .4 T i m e and spatial p rofiles of p las m a velocity 图4 等离子体速度的时空分布 在我们考虑的激光强度范围内,激光辐照铝靶时所产生的等离子体厚度为16～200Λm 。
随着入射激光强度增加,等离子体厚度变大。
在相同激光强度下,波长越短,等离子体厚度越小。
根据电子温度的空间分布,可以粗略地分为四个区(以1013W c m 2,Κ 2为例),在15～60Λm 区间,可以视为欠密区,在该区,等离子体的特征参数n e 、n i 、T e 、T i 和u 的变化平缓;在0～15Λm 区可视为电子热传导、碰撞能量交换区,一般称为电子热传导区,在该区,上述各特征参数变化剧烈。
从0～-0.221Λm 称为吸收区,在该区,靶物质吸收能量,喷射汽化等离子体,最后一个为未扰动区。
这个现象与文献[5]、[6]对稳态激光与等离子体作用过程的分析类似。
393第3期屠琴芬等:强激光等离子体耦合效应的数值模拟 表1、表2分别给出不同激光强度辐照A l、CH靶时,电子最高温度与波长的关系。
可以看出,单位面积烧蚀的质量、深度均随入射激光强度、波长的变化而变化。
烧蚀质量随入射光强、波长的变化在高斯脉冲激光辐照下,定标规律不是简单的指数关系,在我们考虑的范围内,均有极值出现,但是,烧蚀质量与光强的关系不如它与波长的关系变化明显。
电子最高温度与光强的定标关系可以近似地表示为T e m ax∝I0.38～0.42,但随波长的变化难以以指数关系给出。
对I0 =1013W c m2,Κ=0.248Λm的激光在2.5n s辐照期间,其时间、空间平均电子温度T-e为26112eV。
表1 不同激光强度辐照A l靶时,烧蚀质量及深度(Σ=2n s,Κ=1.06Λm)Table1 M ass and depth of ablation for A l target surface vs laser i n ten sity and wavelengthab lati on param etes1012W c m21013W c m21014W c m2ΚΚ 2Κ 3Κ 4ΚΚ 2Κ 3Κ 4ΚΚ 2Κ 3Κ 4m ass Λg c m-27.5614.318.511.49.4537.270.277.89.7249.1129231 dep th 10-2Λm2.85.36.94.33.513.826.028.83.618.248.085.6表2 电子最高温度T e max(keV)随入射光强、波长的变化Table2 M ax i m u m electron te mp.T e max keV vs i n ten sity and wavelengthΚΚ 2Κ 3Κ 4 1012W c m-2(A l)0.58360.35600.24730.14161013W c m-2(A l) (CH)1.52191.39190.87440.7223 0.98720.68140.57620.50961014W c m-2(A l)3.69343.81753.6422.6717 表2给出Κ=1.06Λm,I0=1013W c m2,A l,CH靶的最高电子温度T e m ax随波长变化的关系,总的来说,低Z靶比高Z靶的最高电子温度要低。