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利用软X射线双频光栅剪切干涉技术诊断金等离子体

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

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
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  • 激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、等离子体物理、 高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是中、高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 采用波长13.9 nm的类镍银软X射线激光作为探针,利用双频光栅剪切干涉技术尝试诊断了激光辐照金平面靶产生的等离子体的电子密度分布. 实验获得了清晰的干涉条纹图像,通过对条纹的初步处理,测量到的最高密度达到了约1.4倍临界密度. 通过与相关理论程序模拟结果对比,发现实验与模拟存在一定的偏差,为进一步优化模拟程序提供了有益的参考. 通过实验,充分表明了软X射线激光双频光栅干涉技术在诊断中、高Z材料临界密度附近区域等离子体方面的实用性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10975135,11075146)和国家高技术研究发展计划(批准号:2010AA8041014)资助的课题.
    [1]

    Xiang Z L, Yu C X 1982 Diagnoses Techniques for High Temperature Plasma (Vol. 1) (Shanghai: Shanghai Science and Technology Publishing house) pp86-92 (in Chinese) [项志遴, 俞昌旋 1982 高温等离子体诊断技术 (上册) (上海: 上海科学技术出版社) 第86–92页]

    [2]

    Liu L, Li L M, Xu Q F, Chang L, Wen J C 2009 Chin. Phys. B 18 3367

    [3]

    Pu Y D, Zhang J Y, Yang J M, Huang T X, Ding Y K 2011 Chin. Phys. B 20 015202

    [4]

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

    [5]

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

    [6]

    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

    [7]

    Wang C, An H H, Qiao X M, Fang Z H, Xiong J, Wang W, Sun J R, Zheng W D 2013 Acta Phys. Sin. 62 135203 (in Chinese) [王琛, 安红海, 乔秀梅, 方智恒, 熊俊, 王伟, 孙今人, 郑无敌 2013 物理学报 62 135203]

    [8]

    Cauble R, DaSilva L B, Barbee Jr T W, Celliers P, Moreno J C, Wan A S 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3816

    [9]

    Ress D, DaSilva L B, London R A, Trebes J E, Mrowka S, Procassini R J, Barbee Jr T W, Lehr D E 1994 Science 265 514

    [10]

    DaSilva L B, Barbee T W, Cauble R, Celliers P, Ciarlo D, Libby S, London R A, Matthews D, Mrowka S, Moreno J C, Ress D, Trebes J E, Wan A S, Weber F 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3991

    [11]

    Wang C, Wang W, Sun J R, Fang Z H, Wu J, Fu S Z, Ma W X, Gu Y, Wang S J, Zhang G P, Zheng W D, Zhang T X, Peng H M, Shao P, Yi K, Lin Z Q, Wang Z S, Wang H C, Zhou B, Chen L Y, Jin C S 2005 Acta Phys. Sin. 54 202 (in Chinese) [王琛, 王伟, 孙今人, 方智恒, 吴江, 傅思祖, 马伟新, 顾援, 王世绩, 张国平, 郑无敌, 张覃鑫, 彭惠民, 邵平, 易葵, 林尊琪, 王占山, 王宏昌, 周斌, 陈玲燕, 金春水 2005 物理学报 54 202]

    [12]

    Filevich J, Kanizay K, Marconi M C, Chilla J L, Rocca J J 2000 Opt. Lett. 25 356

    [13]

    Le Déroff L, Salières P, Carré B, Joyeux D, Phalippou D 2000 Phys. Rev. A 61 043802

    [14]

    Rocca J J, Moreno C H, Marconi M C, Kanizay K 1999 Opt. Lett. 24 420

    [15]

    Wang Z S, Zhang Z, Wang F L, Wu W J, Wang H C, Qin S J, Cheng L Y 2004 High Power Laser and Particle Beams 16 1089 (in Chinese) [王占山, 张众, 王风丽, 吴文娟, 王洪昌, 秦树基, 陈玲燕 2004 强激光与粒子束 16 1089]

    [16]

    Liu Z K, Qiu K Q, Chen H Y, Liu Y, Xu X D, Fu S J, Wang C, An H H, Fang Z H 2013 Acta Phys. Sin. 62 070703 (in Chinese) [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 2013 物理学报 62 070703]

    [17]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [18]

    Xiong J, Dong J Q, Jia G, Wang R R, Wang W, Fu S Z, Zheng W D 2013 Chin. Phys. B 22 065201

    [19]

    Matthews D L, Hagelstein P L, Rosen M D, Eckart M J, Ceglio N M, Hazi A U, Medecki H, MacGowan B J, Trebes J E, Whitten B L, Campbell E M, Hatcher C W, Hawryluk A M, Kauffman R L, Pleasance L D, Rambach G, Scofield J H, Stone G, Weaver T A 1985 Phys. Rev. Lett. 54 110

    [20]

    Wang S J, Gu Y, Zhou G L, Yu S Y, Fu S Z, Ni Y L, Wu J, Zhou Z L, Han G Q, Tao Z C, Lin Z Q, Wang S S, Chen W N, Fan D Y, Zhang G P, Sheng J T, Peng H M, Zhang T X, Shao Y F 1992 J. Opt. Soc. Am. B 9 360

    [21]

    Carillon A, Chen H Z, Dhez P, Dwivedi L, Jacoby J, Jaegle P, Jamelot G, Zhang J, Key M H, Kidd A, Klisnick A, Kodama R, Krishnan J, Lewis C L S, Neely D, Norreys P, O'Neill D, Pert G J, Ramsden S A, Raucourt J P, Tallents G J, Uhomoibhi J 1992 Phys. Rev. Lett. 68 2917

    [22]

    Koch J A, MacGowan B J, DaSilva L B, Matthews D L, Underwood J H, Batson P J, Mrowka S 1992 Phys. Rev. Lett. 68 3291

    [23]

    Rocca J J, Clark D P, Chilla L A, Shlyaptsev V N 1996 Phys. Rev. Lett. 77 1476

    [24]

    Zhang J, MacPhee A G, Lin J, Wolfrum E, Smith R, Danson C, Key M H, Lewis C L S, Neely D, Nilsen J, Pert G J, Tallents G J, Wark J S 1997 Science 276 1097

    [25]

    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]

    [26]

    Ramis R, Schmalz R, Meyer-Ter-Vehn J 1988 Comp. Phys. Comm. 49 475

    [27]

    Zheng W D, Zhang G P 2007 Chin. Phys. 16 2439

  • [1]

    Xiang Z L, Yu C X 1982 Diagnoses Techniques for High Temperature Plasma (Vol. 1) (Shanghai: Shanghai Science and Technology Publishing house) pp86-92 (in Chinese) [项志遴, 俞昌旋 1982 高温等离子体诊断技术 (上册) (上海: 上海科学技术出版社) 第86–92页]

    [2]

    Liu L, Li L M, Xu Q F, Chang L, Wen J C 2009 Chin. Phys. B 18 3367

    [3]

    Pu Y D, Zhang J Y, Yang J M, Huang T X, Ding Y K 2011 Chin. Phys. B 20 015202

    [4]

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

    [5]

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

    [6]

    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

    [7]

    Wang C, An H H, Qiao X M, Fang Z H, Xiong J, Wang W, Sun J R, Zheng W D 2013 Acta Phys. Sin. 62 135203 (in Chinese) [王琛, 安红海, 乔秀梅, 方智恒, 熊俊, 王伟, 孙今人, 郑无敌 2013 物理学报 62 135203]

    [8]

    Cauble R, DaSilva L B, Barbee Jr T W, Celliers P, Moreno J C, Wan A S 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3816

    [9]

    Ress D, DaSilva L B, London R A, Trebes J E, Mrowka S, Procassini R J, Barbee Jr T W, Lehr D E 1994 Science 265 514

    [10]

    DaSilva L B, Barbee T W, Cauble R, Celliers P, Ciarlo D, Libby S, London R A, Matthews D, Mrowka S, Moreno J C, Ress D, Trebes J E, Wan A S, Weber F 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3991

    [11]

    Wang C, Wang W, Sun J R, Fang Z H, Wu J, Fu S Z, Ma W X, Gu Y, Wang S J, Zhang G P, Zheng W D, Zhang T X, Peng H M, Shao P, Yi K, Lin Z Q, Wang Z S, Wang H C, Zhou B, Chen L Y, Jin C S 2005 Acta Phys. Sin. 54 202 (in Chinese) [王琛, 王伟, 孙今人, 方智恒, 吴江, 傅思祖, 马伟新, 顾援, 王世绩, 张国平, 郑无敌, 张覃鑫, 彭惠民, 邵平, 易葵, 林尊琪, 王占山, 王宏昌, 周斌, 陈玲燕, 金春水 2005 物理学报 54 202]

    [12]

    Filevich J, Kanizay K, Marconi M C, Chilla J L, Rocca J J 2000 Opt. Lett. 25 356

    [13]

    Le Déroff L, Salières P, Carré B, Joyeux D, Phalippou D 2000 Phys. Rev. A 61 043802

    [14]

    Rocca J J, Moreno C H, Marconi M C, Kanizay K 1999 Opt. Lett. 24 420

    [15]

    Wang Z S, Zhang Z, Wang F L, Wu W J, Wang H C, Qin S J, Cheng L Y 2004 High Power Laser and Particle Beams 16 1089 (in Chinese) [王占山, 张众, 王风丽, 吴文娟, 王洪昌, 秦树基, 陈玲燕 2004 强激光与粒子束 16 1089]

    [16]

    Liu Z K, Qiu K Q, Chen H Y, Liu Y, Xu X D, Fu S J, Wang C, An H H, Fang Z H 2013 Acta Phys. Sin. 62 070703 (in Chinese) [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 2013 物理学报 62 070703]

    [17]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [18]

    Xiong J, Dong J Q, Jia G, Wang R R, Wang W, Fu S Z, Zheng W D 2013 Chin. Phys. B 22 065201

    [19]

    Matthews D L, Hagelstein P L, Rosen M D, Eckart M J, Ceglio N M, Hazi A U, Medecki H, MacGowan B J, Trebes J E, Whitten B L, Campbell E M, Hatcher C W, Hawryluk A M, Kauffman R L, Pleasance L D, Rambach G, Scofield J H, Stone G, Weaver T A 1985 Phys. Rev. Lett. 54 110

    [20]

    Wang S J, Gu Y, Zhou G L, Yu S Y, Fu S Z, Ni Y L, Wu J, Zhou Z L, Han G Q, Tao Z C, Lin Z Q, Wang S S, Chen W N, Fan D Y, Zhang G P, Sheng J T, Peng H M, Zhang T X, Shao Y F 1992 J. Opt. Soc. Am. B 9 360

    [21]

    Carillon A, Chen H Z, Dhez P, Dwivedi L, Jacoby J, Jaegle P, Jamelot G, Zhang J, Key M H, Kidd A, Klisnick A, Kodama R, Krishnan J, Lewis C L S, Neely D, Norreys P, O'Neill D, Pert G J, Ramsden S A, Raucourt J P, Tallents G J, Uhomoibhi J 1992 Phys. Rev. Lett. 68 2917

    [22]

    Koch J A, MacGowan B J, DaSilva L B, Matthews D L, Underwood J H, Batson P J, Mrowka S 1992 Phys. Rev. Lett. 68 3291

    [23]

    Rocca J J, Clark D P, Chilla L A, Shlyaptsev V N 1996 Phys. Rev. Lett. 77 1476

    [24]

    Zhang J, MacPhee A G, Lin J, Wolfrum E, Smith R, Danson C, Key M H, Lewis C L S, Neely D, Nilsen J, Pert G J, Tallents G J, Wark J S 1997 Science 276 1097

    [25]

    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]

    [26]

    Ramis R, Schmalz R, Meyer-Ter-Vehn J 1988 Comp. Phys. Comm. 49 475

    [27]

    Zheng W D, Zhang G P 2007 Chin. Phys. 16 2439

  • [1] 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
    [2] 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
    [3] 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
    [4] 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
    [5] 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
    [6] 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. 物理学报, 2013, 62(13): 135203. doi: 10.7498/aps.62.135203
    [7] 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
    [8] 赵永蓬, 程元丽, 王 骐, 林 靖, 崛田荣喜. 毛细管放电激励软x射线激光的产生时间. 物理学报, 2005, 54(6): 2731-2734. doi: 10.7498/aps.54.2731
    [9] 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. 反射镜双程放大对类氖锗软X射线激光的输出影响研究. 物理学报, 2011, 60(10): 104207. doi: 10.7498/aps.60.104207
    [10] 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
    [11] 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
    [12] 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
    [13] 郑无敌, 彭惠民, 程元丽, 栾伯含, 吴寅初, 赵永蓬, 王 骐, 杨大为. 预脉冲在毛细管快放电软x射线激光中的作用. 物理学报, 2005, 54(10): 4979-4984. doi: 10.7498/aps.54.4979
    [14] 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
    [15] 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
    [16] 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
    [17] 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
    [18] 张国平, 郑无敌, 王 琛, 孙今人, 方智恒, 顾 援, 傅思祖. 用X射线激光M-Z干涉仪诊断点聚焦CH等离子体电子密度. 物理学报, 2007, 56(7): 3984-3989. doi: 10.7498/aps.56.3984
    [19] 张宏超, 陆建, 倪晓武. 干涉法诊断由纳秒激光诱导产生的大气等离子体的电子密度. 物理学报, 2009, 58(6): 4034-4040. doi: 10.7498/aps.58.4034
    [20] 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
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-12
  • 修回日期:  2014-02-13
  • 刊出日期:  2014-06-05

利用软X射线双频光栅剪切干涉技术诊断金等离子体

  • 1. 上海激光等离子体研究所, 上海 201800;
  • 2. 中国科学技术大学, 国家同步辐射实验室, 合肥 230029;
  • 3. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10975135,11075146)和国家高技术研究发展计划(批准号:2010AA8041014)资助的课题.

摘要: 激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、等离子体物理、 高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义,特别是中、高Z材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 采用波长13.9 nm的类镍银软X射线激光作为探针,利用双频光栅剪切干涉技术尝试诊断了激光辐照金平面靶产生的等离子体的电子密度分布. 实验获得了清晰的干涉条纹图像,通过对条纹的初步处理,测量到的最高密度达到了约1.4倍临界密度. 通过与相关理论程序模拟结果对比,发现实验与模拟存在一定的偏差,为进一步优化模拟程序提供了有益的参考. 通过实验,充分表明了软X射线激光双频光栅干涉技术在诊断中、高Z材料临界密度附近区域等离子体方面的实用性.

English Abstract

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