| 【中文题名】 | 超短超强激光等离子体中超热电子激发Kα特征线实验研究 |
| 【英文题名】 | Experimental Studies on Kα Radiation Produced by Hot Electrons during the Interaction of Ultra-short and Ultra-intense Laser Pulse with Plasmas |
| 【学科专业】 | 原子与分子物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-22 |
| 【中关键词】 | 激光等离子体,Kα特征线,超热电子,CCD,, |
| 【英关键词】 | ultra-short and ultra-intense laser,plasma,hot electron,Ka characteristic line,CCD, |
| 【分类导航】 | 数理科学和化学>物理学>分子物理学、原子物理学>分子物理学>> |
| 【论文摘要】 | 超短超强激光与等离子体相互作用过程中，在临界密度面附近产生能量很高的超热电子，当其能量超过靶后冷物质K壳层的电离能时，就会激发冷物质的Kα特征线。从Kα特征线辐射可以间接诊断超热电子在稠密等离子体内的产生和输运等信息。超热电子在稠密等离子体中的行为在快点火物理研究中是一个重要的课题，它的产额、温度及其在固体靶中的输运都是重点研究对象。另外，脉冲形式向外发射的Kα线，可以形成独特的Kα线背光源，这种光源具有空间尺度小(微米量级)、时间尺度短(皮秒量级)等特点，因而背光源的研究具有极其广阔的应用前景。为了探索超短超强激光等离子体中超热电子的行为，并为未来的应用作预研，本论文开展了对超短超强激光等离子体相互作用中超热电子激发的Kα特征线的实验研究。
论文从惯性约束聚变入手，简单介绍了强场与快点火物理的研究进展，在理论基础部分，阐述了激光与等离子体相互作用的基本原理、超热电子的产生等问题。介绍了超热电子在高温高密等离子体内的行为，包括相对论电子的单粒子行为和超热电子流的输运，随后介绍了超热电子行为的实验诊断方法。
单光子计数型CCD是Kα特征线测量的重要仪器，在中国计量科学研究院对该型... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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第1章 绪论 |
8-22 |
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1.1 惯性约束聚变简介 |
8-10 |
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1.2 强场与快点火物理 |
10-15 |
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1.3 超短超强激光等离子体相互作用中超热电子输运的研究现状 |
15-20 |
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1.4 本课题研究内容的提出 |
20 |
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参考文献 |
20-22 |
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第2章 超短超强激光的等离子体相互作用超热电子的产生 |
22-35 |
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2.1 超短超强激光与等离子体相互作用 |
22-29 |
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2.1.1 逆轫致吸收 |
24-26 |
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2.1.2 共振吸收和“非共振”的共振吸收 |
26-27 |
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2.1.3 激光有质动力 |
27-28 |
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2.1.4 受激Raman散射 |
28-29 |
|
2.2 超短超强激光与等离子体相互作用中超热电子的产生机制 |
29-33 |
|
2.3 小结 |
33 |
|
参考文献 |
33-35 |
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第3章 超热电子在高温高密等离子体中的传输 |
35-49 |
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3.1 相对论电子动力学理论 |
35-38 |
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3.2 高能电子束在高温高密等离子体中的输运 |
38-42 |
|
3.3 超热电子的行为的诊断 |
42-46 |
|
3.3.1 电子能谱的直接测量 |
42-43 |
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3.3.2 硬X射线法 |
43-44 |
|
3.3.3 切伦柯夫辐射(Cerenkov Radiation) |
44-45 |
|
3.3.4 光学渡越辐射(Optical Transition Radiation,简称OTR) |
45 |
|
3.3.5 复合靶的Kα特征线测量 |
45-46 |
|
3.4 小结 |
46-47 |
|
参考文献 |
47-49 |
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第4章 用于激光等离子体X射线测量的单光子计数型CCD |
49-57 |
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4.1 单光子计数型CCD的工作原理 |
49-51 |
|
4.2 标定实验条件和布局 |
51-56 |
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4.2.1 本底信号的测量 |
52 |
|
4.2.2 能量特性标定 |
52-54 |
|
4.2.3 探测效率的测量 |
54-56 |
|
4.3 小结 |
56 |
|
参考文献 |
56-57 |
|
第5章 超短超强激光-固体靶中超热电子激发Kα特征线 |
57-71 |
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5.1 复合靶产生的Kα特征线测量的原理 |
57-58 |
|
5.2 实验装置和诊断系统 |
58-61 |
|
5.3 Kα特征线测量 |
61-63 |
|
5.3.1 实验布局 |
61-62 |
|
5.3.2 激光参数与靶参数 |
62-63 |
|
5.4 实验结果及讨论 |
63-70 |
|
5.4.1 Kα光子产额随激光能量及靶厚度的变化 |
63-66 |
|
5.4.2 Kα光子产额随激光功率密度的变化 |
66-67 |
|
5.4.3 Kα特征线的转化效率 |
67-69 |
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5.4.4 靶的前向和后向谱线的单色性 |
69-70 |
|
5.4.5 不同激光信噪比下Kα光子转化效率 |
70 |
|
5.5 小结 |
70 |
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5.6 研究展望 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-73 |
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附录 |
73-75 |
|
致谢 |
75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.25741 |
