X射线激光及其应用研究—探针法测量等离子体电子密度实验研究
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X射线激光及其应用研究—探针法测量等离子体电子密度实验研究
作者王琛 Publish: 2001-7-1 Hits:-
【中文题名】 X射线激光及其应用研究—探针法测量等离子体电子密度实验研究
【英文题名】 
【学科专业】 核聚变与等离子体物理
【论文级别】 硕士论文
【投稿时间】 2001-7-1
【中关键词】 X射线激光,莫尔条纹,等离子体电子密度诊断,激光探针法,柱面,透镜阵列
【英关键词】 X-ray laser,moire stripe,plasma electron density diagnoses,laser probe method,cylinder lenses array,
【分类导航】 数理科学和化学>物理学>等离子体物理学>辐射与测量>>
【论文摘要】  X射线激光的发展和应用是当今激光科学技术发展中的重大前沿课题之 一,X射线激光独特的优点使得它在物理学、生物学、化学、材料学以及惯性 约束聚核变(ICF)等领域有着极其深远的应用前景。 应用研究的前提是获得能够满足应用要求的X射线激光输出,因此如何获 得高亮度、高相干性、高光束质量的饱和X射线激光输出是X射线激光研究的 首要内容。本文中,我们尝试在“神光Ⅱ”驱动激光条件下利用电子碰撞激发 机制获得类镍银139A X射线激光。实验中采用了预主脉冲驱动,双靶对接等 技术以期得到饱和激光输出。实际获得了一定强度的X射线激光输出,但是整 体强度不高。10mm单靶产生~3μJ的能量输出,对单靶来说比较强,但是双靶 对接结果并没有明显的增强。原因是双靶对接没有取得实际效果;另一个内在 的原因是使用的柱面透镜阵列系统在“神光Ⅱ”驱动激光特殊光束分布条件下, 产生的焦线在两端强度有明显下降,可能产生冷等离子体,影响到X射线激光 的强度,以及偏折角等参数,进一步影响到双靶对接的效果。在初步实验结果 的基础上,本文改进设计了线聚...
【论文题纲】
中文摘要 3-5
英文摘要 5-7
目 录 7-11
绪 论 11-13
第1章 X射线激光及等离子体电子密度诊断的进展 13-24
1.1 X射线激光的发展 13-18
1.1.1 电子碰撞激发机制 13-16
1.1.2 三体复合机制 16-17
1.1.3 其它机制 17-18
1.2 X射线激光应用进展 18-19
1.3 激光等离子体电子密度诊断研究 19-24
1.3.1 光谱学诊断方法 19-21
1.3.1.1 特征线谱相对强度比方法 20
1.3.1.2 斯塔克效应 20-21
1.3.2 激光探针诊断方法 21-24
1.3.2.1 激光探针干涉法 21-22
1.3.2.2 激光探针偏转法 22-23
1.3.2.3 激光探针阴影法 23-24
第2章 电子碰撞激发X射线激光基本原理 24-38
2.1 引言 24
2.2 类镍离子的电子碰撞激发 24-27
2.2.1 电子碰撞激发基本原理 24-26
2.2.2 类镍离子的电子碰撞激发 26-27
2.3 X射线激光在等离子体中的传播 27-29
2.3.1 光线方程 27
2.3.2 数值模拟方法 27-29
2.3.2.1 爆炸薄膜靶 28-29
2.3.2.2 平面厚靶 29
2.4 X射线激光实验的一些问题 29-31
2.4.1 预主脉冲泵浦 30
2.4.2 线聚焦系统 30-31
2.4.3 双靶对接系统 31
2.5 探测系统 31-34
2.5.1 平焦场光栅谱仪 31-32
2.5.2 晶体谱仪 32-33
2.5.3 双狭缝相机 33-34
2.6 “神光Ⅱ”上进行X射线激光的实验方案 34-37
2.6.1 X射线激光实验方案 34-35
2.6.2 X射线激光增益系数测量 35-36
2.6.3 X射线激光的偏折角和发散角 36
2.6.4 估算出光总能量 36-37
2.6.5 相干性和脉冲宽度 37
2.7 小结 37-38
第3章 均匀线聚焦系统 38-51
3.1 线聚焦技术进展 38-41
3.1.1 单柱面透镜与非球面透镜系统 38-39
3.1.2 相对旋转负柱面透镜系统 39
3.1.3 离轴球面反射镜系统 39-40
3.1.4 柱面透镜列阵与非球面透镜系统 40
3.1.5 单柱面透镜与列阵光劈系统 40-41
3.2 柱面透镜列阵线聚焦系统原理 41-43
3.2.1 基本原理 41-42
3.2.2 不等宽单元列阵 42-43
3.2.3 多光束干涉与硬边衍射影响 43
3.3 “神光Ⅱ”特殊光束强度分布下的均匀线聚焦方案 43-48
3.3.1 “神光Ⅱ”光束强度分布及其对线聚焦的影响 44-46
3.3.2 柱面透镜阵列的改进设计 46-47
3.3.3 特殊的实验方案 47-48
3.4 可能改进的柱面透镜列阵系统 48-50
3.4.1 混合单元柱面透镜列阵 48-49
3.4.2 偏心单元柱面透镜列阵 49
3.4.3 准行波泵浦 49-50
3.5 小结 50-51
第4章 X射线激光作为探针探测激光等离子体电子密度 51-80
4.1 引言 51
4.2 X射线激光探针方法基本原理 51-54
4.2.1 激光探针方法测量等离子体电子密度信息 52
4.2.2 X射线激光用作探针光源 52-54
4.3 X射线激光应用于莫尔偏折法测量电子密度 54-70
4.3.1 摩尔偏折测量术基本原理 54-59
4.3.1.1 光栅自成像现象 55-56
4.3.1.2 摩尔条纹的产生 56-58
4.3.1.3 摩尔条纹测量光束偏折角 58
4.3.1.4 光束波面对摩尔条纹的影响 58-59
4.3.2 摩尔偏折仪设计 59-62
4.3.2.1 光栅的选择 59-60
4.3.2.2 双光栅匹配参数设计 60-61
4.3.2.3 偏折仪机械设计 61
4.3.2.4 偏折仪调节方法 61-62
4.3.3 莫尔偏折仪测量等离子体电子密度实验基本数据处理方法 62-66
4.3.3.1 打厚靶产生的近似一维膨胀的等离子体 63-65
4.3.3.2 打爆炸膜靶产生的近似径向对称膨胀的等离子体 65-66
4.3.4 摩尔偏折仪测量等离子体电子密度实验方案 66-70
4.3.4.1 实验设计的若干原则 67
4.3.4.2 实验的原理排布 67-68
4.3.4.3 “神光Ⅱ”X射线激光靶室中的实验光路排布 68-69
4.3.4.4 实验所需的元件说明 69-70
4.4 X射线激光应用于M-Z干涉法测量电子密度研究 70-80
4.4.1 M-Z干涉仪测量等离子体电子密度基本原理 70-71
4.4.2 M-Z干涉仪测量电子密度实验的基本数据处理方法 71-74
4.4.2.1 打厚靶产生的近似一维膨胀的等离子体 71-73
4.4.2.2 打爆炸膜靶产生的近似径向对称膨胀的等离子体 73-74
4.4.3 M-Z干涉仪测量等离子体电子密度实验方案 74-75
4.4.3.2 M-Z干涉仪实验的排布方案 74-75
4.5 X射线激光探针测量电子密度的其它途径 75-78
4.5.1 阴影、偏折方法 75-76
4.5.1.1 直接记录系统(阴影法) 75-76
4.5.1.2 网格系统 76
4.5.2 干涉方法 76-78
4.5.2.1 M-Z干涉仪及其改进方案 77
4.5.2.2 其他干涉方案 77-78
4.6 小结 78-80
第5章 X射线激光及其应用演示实验与结果分析 80-93
5.1 实验综述 80
5.2 X射线激光出光实验 80-82
5.3 X射线激光应用演示 82-86
5.3.1 探针光源的强度 83
5.3.2 静态金属网成像 83-84
5.3.3 等离子体自发辐射成像 84-85
5.3.4 静态摩尔条纹 85-86
5.4 实验结果分析 86-91
5.4.1 线聚焦问题 87
5.4.2 靶的长短 87
5.4.3 滤片的使用 87-89
5.4.4 对接条件 89-91
5.5 今后实验的改进建议 91-93
第6章 总结 93-95
参考文献 95-99
致 谢 99-100
攻读硕士期间完成和发表的文章 100-101
简 历 101
【DOI】 LunWen.ID:2.2008.25483
付费论文:有参考文献 300元
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