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软X射线激光汤姆逊散射实验尝试

王琛 安红海 乔秀梅 方智恒 熊俊 王伟 孙今人 郑无敌

软X射线激光汤姆逊散射实验尝试

王琛, 安红海, 乔秀梅, 方智恒, 熊俊, 王伟, 孙今人, 郑无敌
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  • 汤姆逊散射是诊断高温稠密等离子体状态参数的重要方法之一, 受到广泛的关注. 但是目前用于进行汤姆逊散射的探针光波长多局限于可见光或紫外光, 能够诊断的区域电子密度远低于驱动激光的临界密度. 相比较而言, 以软X射线激光作为探针, 有希望诊断更高密度区域的等离子体. 利用“神光Ⅱ”高功率激光装置产生的类氖锗软X射线激光作为探针, 开展了软X射线激光汤姆逊散射实验的尝试. 根据散射的条件, 分别进行了非相干散射和相干散射的实验, 但均未能获得明显的散射谱. 理论分析表明, 主要原因可能是实验中作为探针的类氖锗软 X射线激光的聚焦功率密度不够, 通过优化实验条件, 有希望在今后的研究中获得相干汤姆逊散射的结果.
    [1]

    Landen O L, Winfied R J 1985 Phys. Rev. Lett. 54 1660

    [2]

    Glenzer S H, Alley W E, Estabrook K G, DeGroot J S, Haines M G, Hammer J H, Jadaud J P, MacGowan B J, Moody J D, Rozmus W, Suter L J, Weiland T L, Williams E A 1999 Phys. Plasmas 6 2117

    [3]

    Bai B, Zheng J, Liu W D, Yu C X, Jiang X H, Yuan X D, Li W H, Zheng Z J 2001 Phys. Plasmas 8 4114

    [4]

    Glenzer S H, Redmer R 2009 Rev. Mod. Phys. 81 1625

    [5]

    Lee H J, Neumayer P, Castor J, Döppner T, Falcone R W, Fortmann C, Hammel B A, Kricher A L, Landen O L, Lee R W, Meyerhofer D D, Munro D H, Redmer R, Regan S P, Weber S, Glenzer S H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 115001

    [6]

    Ross J S, Glenzer S H, Palastro J P, Pollock B B, Price D, Divol L, Tynan G R, Froula D H 2010 Phys. Rev. Lett. 104 105001

    [7]

    Visco A J, Drake R P, Glenzer S H, Döppner T, Gregori G, Froula D H, Grosskopf M J 2012 Phys. Rev. Lett. 108 145001

    [8]

    Riley D, Woolsey N C, McSherry D, Weaver I, Djaoui A, Nardi E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1704

    [9]

    Glenzer S H, Gregori G, Lee R W, Rogers F J, Pollaine S W, Landen O L 2003 Phys. Rev. Lett. 90 175002

    [10]

    Baidis H A, Dunn J, Foord M E, Rozmus W 2002 Rev. Sci. Instrum. 73 4223

    [11]

    Riley D, Keenan R, Topping S J, Khattak F Y, McEvoy A M, Angulo J J, Lamb M J, Lewis C L S, Neely D, Notley M 2003 IEEE T Plasma Sci. 31 1016

    [12]

    Rus B, Dunn J, Mocek T, Nelson A J, Foord M E, Shepherd R, Rozmus W, Baldis H A, Kozlová M, Polan J, Homer P, Stupka M 2006 Proceedings of the 10th International Conference on X-Ray Lasers Berlin, Germany, August 20-25, 2006 p577

    [13]

    Wang S J, Gu Y, Zhou G L, Ni Y L, Yu S Y, Fu S Z, Mao C S, Tao Z C, Chen W N, Lin Z Q, Fan D Y, Zhang G P, Sheng J T, Yang M L, Zhang T X, Shao Y F, Peng H M, He X T, Yu M 1991 Chinese Phys. Lett. 8 618

    [14]

    Wang C, Zhang G P, Zheng W D, Qiao X M, Fang Z H, Sun J R, Wang W, Xiong J, Fu S Z, Gu Y, Wang S J 2009 Acta Phys. Sin. 58 6264 (in Chinese) [王琛, 张国平, 郑无敌, 乔秀梅, 方智恒, 孙今人, 王伟, 熊俊, 傅思祖, 顾援, 王世绩 2009 物理学报 58 6264]

    [15]

    An H H, Wang C, Fang Z H, Xiong J, Sun J R, Wang W, Fu S Z, Qiao X M, Zheng W D, Zhang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 104207 (in Chinese) [安红海, 王琛, 方智恒, 熊俊, 孙今人, 王伟, 傅思祖, 乔秀梅, 郑无敌, 张国平 2011 物理学报 60 104207]

  • [1]

    Landen O L, Winfied R J 1985 Phys. Rev. Lett. 54 1660

    [2]

    Glenzer S H, Alley W E, Estabrook K G, DeGroot J S, Haines M G, Hammer J H, Jadaud J P, MacGowan B J, Moody J D, Rozmus W, Suter L J, Weiland T L, Williams E A 1999 Phys. Plasmas 6 2117

    [3]

    Bai B, Zheng J, Liu W D, Yu C X, Jiang X H, Yuan X D, Li W H, Zheng Z J 2001 Phys. Plasmas 8 4114

    [4]

    Glenzer S H, Redmer R 2009 Rev. Mod. Phys. 81 1625

    [5]

    Lee H J, Neumayer P, Castor J, Döppner T, Falcone R W, Fortmann C, Hammel B A, Kricher A L, Landen O L, Lee R W, Meyerhofer D D, Munro D H, Redmer R, Regan S P, Weber S, Glenzer S H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 115001

    [6]

    Ross J S, Glenzer S H, Palastro J P, Pollock B B, Price D, Divol L, Tynan G R, Froula D H 2010 Phys. Rev. Lett. 104 105001

    [7]

    Visco A J, Drake R P, Glenzer S H, Döppner T, Gregori G, Froula D H, Grosskopf M J 2012 Phys. Rev. Lett. 108 145001

    [8]

    Riley D, Woolsey N C, McSherry D, Weaver I, Djaoui A, Nardi E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1704

    [9]

    Glenzer S H, Gregori G, Lee R W, Rogers F J, Pollaine S W, Landen O L 2003 Phys. Rev. Lett. 90 175002

    [10]

    Baidis H A, Dunn J, Foord M E, Rozmus W 2002 Rev. Sci. Instrum. 73 4223

    [11]

    Riley D, Keenan R, Topping S J, Khattak F Y, McEvoy A M, Angulo J J, Lamb M J, Lewis C L S, Neely D, Notley M 2003 IEEE T Plasma Sci. 31 1016

    [12]

    Rus B, Dunn J, Mocek T, Nelson A J, Foord M E, Shepherd R, Rozmus W, Baldis H A, Kozlová M, Polan J, Homer P, Stupka M 2006 Proceedings of the 10th International Conference on X-Ray Lasers Berlin, Germany, August 20-25, 2006 p577

    [13]

    Wang S J, Gu Y, Zhou G L, Ni Y L, Yu S Y, Fu S Z, Mao C S, Tao Z C, Chen W N, Lin Z Q, Fan D Y, Zhang G P, Sheng J T, Yang M L, Zhang T X, Shao Y F, Peng H M, He X T, Yu M 1991 Chinese Phys. Lett. 8 618

    [14]

    Wang C, Zhang G P, Zheng W D, Qiao X M, Fang Z H, Sun J R, Wang W, Xiong J, Fu S Z, Gu Y, Wang S J 2009 Acta Phys. Sin. 58 6264 (in Chinese) [王琛, 张国平, 郑无敌, 乔秀梅, 方智恒, 孙今人, 王伟, 熊俊, 傅思祖, 顾援, 王世绩 2009 物理学报 58 6264]

    [15]

    An H H, Wang C, Fang Z H, Xiong J, Sun J R, Wang W, Fu S Z, Qiao X M, Zheng W D, Zhang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 104207 (in Chinese) [安红海, 王琛, 方智恒, 熊俊, 孙今人, 王伟, 傅思祖, 乔秀梅, 郑无敌, 张国平 2011 物理学报 60 104207]

  • [1] 王琛, 安红海, 贾果, 方智恒, 王伟, 孟祥富, 谢志勇, 王世绩. 软X射线激光探针诊断高Z材料等离子体. 物理学报, 2014, 63(21): 215203. doi: 10.7498/aps.63.215203
    [2] 王琛, 安红海, 王伟, 方智恒, 贾果, 孟祥富, 孙今人, 刘正坤, 付绍军, 乔秀梅, 郑无敌, 王世绩. 利用软X射线双频光栅剪切干涉技术诊断金等离子体. 物理学报, 2014, 63(12): 125210. doi: 10.7498/aps.63.125210
    [3] 王 琛, 方智恒, 孙今人, 王 伟, 熊 俊, 叶君建, 傅思祖, 顾 援, 王世绩, 郑无敌, 叶文华, 乔秀梅, 张国平. 利用X射线激光进行激光等离子体射流的诊断. 物理学报, 2008, 57(12): 7770-7775. doi: 10.7498/aps.57.7770
    [4] 杨洪琼, 杨建伦, 温树槐, 王根兴, 郭玉芝, 唐正元, 牟维兵, 马驰. 激光直接驱动内爆DT燃料面密度诊断. 物理学报, 2001, 50(12): 2408-2412. doi: 10.7498/aps.50.2408
    [5] 刘正坤, 邱克强, 陈火耀, 刘颖, 徐向东, 付绍军, 王琛, 安红海, 方智恒. 软X射线双频光栅剪切干涉法研究. 物理学报, 2013, 62(7): 070703. doi: 10.7498/aps.62.070703
    [6] 乐淑萍, 李冰颖, 何兴道, 万 雄, 于盛林, 王长坤. 多目标优化发射层析算法在等离子体场光谱诊断中的应用. 物理学报, 2004, 53(9): 3104-3113. doi: 10.7498/aps.53.3104
    [7] 王琛, 安红海, 方智恒, 熊俊, 王伟, 孙今人. 软X射线激光背光阴影成像技术的空间分辨研究. 物理学报, 2018, 67(1): 015203. doi: 10.7498/aps.67.20171124
    [8] 余建华, 黄建军. 射频放电阻抗测量用于等离子体诊断研究. 物理学报, 2001, 50(12): 2403-2407. doi: 10.7498/aps.50.2403
    [9] 郑无敌, 乔秀梅, 张国平, 王琛, 方智恒, 孙今人, 王伟, 熊俊, 傅思祖, 顾援, 王世绩. X射线激光对激光烧蚀薄片靶的阴影成像研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4767-4773. doi: 10.7498/aps.59.4767
    [10] 程新路, 王红斌, 张继彦, 冉林松, 李向东. Ti类氦Kα线在高温稠密等离子体中的漂移. 物理学报, 2009, 58(9): 6096-6100. doi: 10.7498/aps.58.6096
    [11] 陈艳, 陈景霞, 陈扬骎, 杨晓华, 邵旭萍, 龚天林. 不同载气下气体相对电离度的光谱诊断. 物理学报, 2010, 59(3): 1677-1680. doi: 10.7498/aps.59.1677
    [12] 杨晓华, 陈扬骎, 龚天林, 李红兵, 韩良恺. 分子离子光谱强度与母体分子气体压强的关系. 物理学报, 2004, 53(2): 418-422. doi: 10.7498/aps.53.418
    [13] 胡淑琴, 连钟祥. CT-6B托卡马克的红宝石激光90°汤姆逊散射实验. 物理学报, 1985, 34(5): 594-602. doi: 10.7498/aps.34.594
    [14] 赵太泽, 王 飞, 郭少峰, 郭文康, 须 平. 快速焓探针. 物理学报, 2007, 56(10): 5952-5957. doi: 10.7498/aps.56.5952
    [15] 赵诗华, 吕清正, 袁素英, 李英骏. 任意椭圆偏振激光场非线性汤姆逊散射的一般表述与X射线产生的优化条件. 物理学报, 2011, 60(5): 054209. doi: 10.7498/aps.60.054209
    [16] 郭 弘, 傅喜泉. x射线激光在激光等离子体中传输变化及其对诊断的影响. 物理学报, 2003, 52(7): 1682-1687. doi: 10.7498/aps.52.1682
    [17] 张国平, 郑无敌, 张覃鑫, 彭惠民, 邵 平, 易 葵, 林尊琪, 王 琛, 王 伟, 孙今人, 方智恒, 吴 江, 傅思祖, 马伟新, 顾 援, 王世绩, 王占山, 王洪昌, 周 斌, 陈玲燕. 利用x射线激光干涉诊断等离子体电子密度. 物理学报, 2005, 54(1): 202-205. doi: 10.7498/aps.54.202
    [18] 陈波, 郑志坚, 丁永坤, 李三伟, 王耀梅. 双示踪元素X射线能谱诊断激光等离子体电子温度. 物理学报, 2001, 50(4): 711-714. doi: 10.7498/aps.50.711
    [19] 谭维翰, 马国彬. 短脉冲驱动下膨胀冷却等离子体中软X射线激光研究. 物理学报, 1994, 43(6): 942-949. doi: 10.7498/aps.43.942
    [20] 张国平, 王琛, 顾援, 傅思祖, 周关林, 吴江, 王伟, 孙玉琴, 董佳钦, 孙今人, 王瑞荣, 倪元龙, 万炳根, 王世绩, 黄关龙, 林尊琪. 软X射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布. 物理学报, 2002, 51(4): 847-851. doi: 10.7498/aps.51.847
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-26
  • 修回日期:  2013-03-13
  • 刊出日期:  2013-07-05

软X射线激光汤姆逊散射实验尝试

  • 1. 上海激光等离子体研究所, 上海 201800;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094

摘要: 汤姆逊散射是诊断高温稠密等离子体状态参数的重要方法之一, 受到广泛的关注. 但是目前用于进行汤姆逊散射的探针光波长多局限于可见光或紫外光, 能够诊断的区域电子密度远低于驱动激光的临界密度. 相比较而言, 以软X射线激光作为探针, 有希望诊断更高密度区域的等离子体. 利用“神光Ⅱ”高功率激光装置产生的类氖锗软X射线激光作为探针, 开展了软X射线激光汤姆逊散射实验的尝试. 根据散射的条件, 分别进行了非相干散射和相干散射的实验, 但均未能获得明显的散射谱. 理论分析表明, 主要原因可能是实验中作为探针的类氖锗软 X射线激光的聚焦功率密度不够, 通过优化实验条件, 有希望在今后的研究中获得相干汤姆逊散射的结果.

English Abstract

参考文献 (15)

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