强激光与粒子束
2024, 36(1): 101004
强激光与粒子束
2022, 34(12): 122001
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 上海交通大学 IFSA协同创新中心, 上海, 200240
采用超短激光脉冲对一台四通道超高速分幅相机曝光过程进行时间扫描, 测定超高速分幅相机时间响应特性.通过对四个通道的同时测定, 给出最短曝光时间下相机所有通道的时间响应特性曲线.由此曲线得到相机各通道的实际曝光时间、开/关门时间、曝光过程中的响应变化以及四个通道不同的响应特性等诸多信息.通过对相机时间响应特性的测定, 考核相机的实际工作性能与工作状态, 并为实验数据解读提供参考.超短激光脉冲扫描法可以作为高速摄影类设备时间响应特性测定的标准方法.
超短脉冲 扫描方法 分幅相机 时间响应特性 动态诊断 Ultra-short pulse Scanning method Framing camera Time response characteristic Dynamic diagnosis 光子学报
2018, 47(10): 1011001
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, 四川 绵阳 621900
康普顿照相是用于压缩靶丸成像、诊断内爆压缩对称性的一种有效技术手段。如何屏蔽成像过程中的背景噪声是康普顿照相技术的重点问题，同时也是一个难点问题。分析了靶环境以及各种背景信号的来源，并提出了相应的屏蔽建议。通过分析可以看到，在中子产额小于1013 sr-1、压缩靶丸中心温度小于5 keV时，通过使用相应的屏蔽措施并采用合适的诊断措施和记录设备，可以把背景噪声降至109 sr-1以下，使康普顿照相中的面密度测量精度达到5%左右。
康普顿照相 背景噪声 高能X射线 内爆 靶丸面密度 Compton Radiography background noise hard X-ray implosion fuel areal density 强激光与粒子束
2017, 29(11): 112001
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, 四川 绵阳 621900
根据加速器束流输运线设计的比例定律，设计了适用于ICF内爆DD反应产生的3.6 MeV准单能质子束成像的磁透镜系统。通过公式推导以及束流动力学追踪模拟，获得了类似于几何光学成像中的物像关系，并使用三维粒子追踪模拟验证了磁透镜成像的物像关系。物像关系的满足，使得可以对磁透镜系统进行封装，然后根据物像关系,选择不同的物距以及相应的相距,就可以对物体成不同大小的像。
内爆 质子成像 磁透镜 束流追踪 物像关系 implosion proton radiography magnetic lens beam tracing object-image relationship 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3123
1 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, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 极端条件物质特性实验室, 四川 绵阳 621010
建立了背光照相的模拟手段, 研究了记录屏像素尺寸、背光强度分布、背光光谱非单色、针孔弥散及针孔形状对惯性约束聚变中常用塑料球壳的阿贝尔密度反演的影响。结果表明：较大的记录屏像素尺寸会掩盖密度分布的细节; 高斯型的背光空间分布会使密度分布低于真实值, 可能导致非物理的负密度分布; 采用Mo的L带谱线作为背光源也会导致反演密度偏离真实值; 当壳层厚度小于针孔尺寸时, 针孔弥散效应会显著降低峰值密度, 利用维纳滤波法处理背光图像后密度反演的结果得到明显改善; 相同针孔面积条件下, 椭圆形针孔给出的峰值密度要低于圆形针孔的结果。
背光照相 阿贝尔反演 密度分布 模拟分析 backlighter radiography Abel inversion density profile simulation analysis
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, 四川 绵阳 621900
在激光惯性约束聚变实验研究中，诊断燃料层密度通常利用纳秒激光束辐照金属靶片产生特征X射线作为背光照明光源，对内爆球壳进行瞬态辐射照相，进而推断球壳内爆燃料层的密度。利用蒙特卡罗程序，对快点火X射线背光照相进行了研究，模拟了针孔成像中不同的针孔大小、障板厚度、背光能量对成像质量的影响，对于快点火实验中微米尺寸塑料小球，进行了诊断方案优化。模拟结果表明，综合考虑光通量及成像空间分辨，针孔半径为10 μm时成像效果最佳；此时，采用2.7 keV的Mo背光源可以获得最佳的密度分辨。
惯性约束聚变 X射线背光照相 针孔成像 空间分辨 inertial confinement fusion X-ray backlighting imaging pinhole imaging spatial resolution
1 重庆大学 光电工程学院， 重庆 400030
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
针对SILEX钛宝石激光器参数，采用PIC数值模拟程序VORPAL对激光尾波场加速进行了模拟，得到了电子轨迹及能量数据，进而通过理论计算得到了空泡机制下X射线辐射特性。结果表明，空泡机制下高能电子在空泡中做betatron振荡且多数电子被加速到170 MeV左右；加速能量较低的电子(约100 MeV),其辐射谱为临界能量约3 keV的类同步辐射谱，发散角约为8 mrad，而能量较高的电子(约170 MeV)对应的光子临界能量约为10 keV。
激光尾场加速 betatron X射线 空泡 类同步辐射谱 粒子模拟 random radius serrated aperture amplitude modulation serrated aperture modulation large-scale diffraction filling factor
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室， 武汉 430070
开展了脉宽为40 fs的不同数量激光脉冲对锗材料的烧蚀效应实验，采用扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法对不同数量的飞秒激光脉冲作用下锗材料表面烧蚀区进行了检测，并对作用后材料烧蚀形貌演化规律进行了分析，初步分析了锗材料烧蚀区周围形成的不同环区的形貌特征及成因，对各环区烧蚀形貌特征随激光作用脉冲数的增加而产生的形貌演化过程进行了观测。并给出单脉冲飞秒激光对锗材料的烧蚀阈值为1.2 J·cm-2，采用激光共聚焦显微镜测得该阈值条件下单个飞秒激光脉冲对锗材料的烧蚀深度约为150 nm。
飞秒激光 锗 烧蚀阈值 烧蚀形貌 扫描电镜 femtosecond laser germanium ablation threshold ablation morphology scanning electron microscope
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
使用蒙特卡罗数值模拟程序研究了不同电子束和激光强度下, 尾场电子束与超短脉冲激光发生汤姆逊散射获得的X光子能谱、角分布等, 初步探索了180°散射下高质量X射线光源所需要的电子束与激光强度。数值模拟结果显示, 为了尽量提高光子产额并抑制非线性效应, 激光归一化强度应为1的量级。为了获得方向性和单色性好、亮度高的X射线脉冲, 需要较高的电子能量和较小的电子能散, 电子束脉冲尽量短, 且发散角尽量小。
超短超强激光 尾波场加速 汤姆逊散射 X光源 ultrashort laser wakefield acceleration Thomson scattering X-ray source
