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激光驱动准等熵压缩透明窗口LiF的透明性

张志宇 赵阳 薛全喜 王峰 杨家敏

激光驱动准等熵压缩透明窗口LiF的透明性

张志宇, 赵阳, 薛全喜, 王峰, 杨家敏
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  • LiF在激光驱动高压实验中是比较常见的窗口材料, 其在冲击下透射或反射可见诊断光是作为窗口材料的重要特性. 在神光III原型激光装置上开展了带LiF窗口的铝样品准等熵压缩实验, 采用任意反射面速度干涉仪诊断获得准等熵压缩样品(CH/Al/LiF)的反射率. 实验结果表明在准等熵压缩后期反射率诊断出现致盲现象. 为此, 建立了带透明窗口的样品对诊断光的反射率模型, 模型考虑了窗口LiF压缩后透明性变化. 模型计算的CH/Al/LiF样品对可见光的反射率时间演化过程与实验结果符合较好. 研究结果表明: LiF中压缩波追赶逐渐形成强冲击波, 显著降低了LiF的透明性, 并最终发生致盲现象; 第一性原理方法所给出的LiF的能带间隙偏低1–2 eV; 该实验中, LiF的透明性完全消失时, LiF中波头处的温度约为1 eV, 压力为2–3 Mbar.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11304292)和中国工程物理研究院院长基金(批准号: 201402013)资助的课题.
    [1]

    Loubeyre P, Brygoo S, Eggert J, Celliers P M, Spaulding D K, Rygg J R, Boehly T R, Collins G W, Jeanloz R 2012 Phys. Rev. B 86 144115

    [2]

    Renaudin P, Blancard C, Clérouin J, Faussurier G, Noiret P, Recoules V 2003 Phys. Rev. Lett. 91 075002

    [3]

    Bridgman P W 1946 Rev. Mod. Phys. 18 1

    [4]

    Jing Q M, Wu Q, Liu L, Bi Y, Zhang Y, Liu S G, Xu J A 2012 Chin. Phys. B 21 106201

    [5]

    Al'Tshuler L V, Bakanova A A, Trunin R F 1962 Sov. Phys. JETP 15 65

    [6]

    Sun B R, Zhan Z J, Liang B, Zhang R J, Wang W K 2012 Chin. Phys. B 21 056101

    [7]

    Nellis W J, Moriarty J A, Mitchell A C, Ross M, Dandrea R G, Ashcroft N W, Holmes N C, Gathers G R 1988 Phys. Rev. Lett. 60 1414

    [8]

    Gu Y, Ni Y L, Wang Y G, Mao C S, Wu F C, Wu J, Zhu J, Wan B G 1988 Acta Phys. Sin. 37 1690 (in Chinese) [顾援, 倪元龙, 王勇刚, 毛楚生, 吴逢春, 吴江, 朱俭, 万炳根 1988 物理学报 37 1690]

    [9]

    Wang F, Peng X S, Shan L Q, Li M, Xue Q X, Xu T, Wei H Y 2014 Acta Phys. Sin. 63 185202 (in Chinese) [王峰, 彭晓世, 单连强, 李牧, 薛全喜, 徐涛, 魏惠月 2014 物理学报 63 185202]

    [10]

    Yaakobi B, Boehly T R, Meyerhofer D D, Collins T J B, Remington B A, Allen P G, Pollaine S M, Lorenzana H E, Eggert J H 2005 Phys. Plasmas 12 092703

    [11]

    Mančić A 2010 J. Phys.: Conf. Ser. 257 012009

    [12]

    Ping Y, Coppari F, Hicks D G, Yaakobi B, Fratanduono D E, Hamel S, Eggert J H, Rygg J R, Smith R F, Swift D C, Braun D G, Boehly T R, Collins G W 2013 Phys. Rev. Lett. 111 065501

    [13]

    Barrios M A, Hicks D G, Boehly T R, Fratanduono D E, Eggert J H, Celliers P M, Collins G W, Meyerhofer D D 2010 Phys. Plasmas 17 056307

    [14]

    Basko M, Löwer T, Kondrashov V N, Kendl A R S, Meyer-ter-Vehn J 1997 Phys. Rev. E 56 1019

    [15]

    Huser G, Koenig M, Benuzzi-Mounaix A, Henry E, Vinci T, Faral B, Tomasini M, Telaro B, Batani D 2005 Phys. Plasmas 12 060701

    [16]

    Zhou X M, Wang X S, Li S N, Li J, Li J B, Jing F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4965 (in Chinese) [周显明, 汪小松, 李赛男, 李俊, 李加波, 经福谦 2007 物理学报 56 4965]

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    Knudson M D, Hanson D L, Bailey J E, Hall C A, Asay J R 2003 Phys. Rev. Lett. 90 035505

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    Hicks D G, Celliers P M, Collins G W, Eggert J H, Moon S J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 035502

    [19]

    Fratanduono D E, Boehly T R, Barrios M A, Meyerhofer D D, Eggert J H, Smith R F, Hicks D G, Celliers P M, Braun D G, Collins G W 2011 J. Appl. Phys. 109 123521

    [20]

    Clérouin J, Laudernet Y, Recoules V, Mazevet S 2005 Phys. Rev. B 72 155122

    [21]

    Sajid A, Murtaza G, Reshak A H 2013 Mod. Phys. Lett. B 27 1350061

    [22]

    Xue Q, Wang Z, Jiang S, Wang F, Ye X, Liu J 2014 Phys. Plasmas 21 072709

    [23]

    Wang F, Peng X S, Zhang R, Xu T, Wei H Y, Liu S Y, Wang J J, Li M Z, Jiang X H, Ding Y K 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 3158 (in Chinese) [王峰, 彭晓世, 张锐, 徐涛, 魏惠月, 刘慎业, 王建军, 李明中, 蒋小华, 丁永坤 2013 强激光与粒子束 25 3158]

    [24]

    Benuzzi A, Koenig M, Faral B, Krishnan J, Pisani F, Batani D, Bossi S, Beretta D, Hall T, Ellwi S, Huller S, Honrubia J, Grandjouan N 1998 Phys. Plasmas 5 2410

    [25]

    Holm B, Ahuja R, Yourdshahyan Y, Johansson B, Lundqvist B I 1999 Phys. Rev. B 59 12777

    [26]

    Wise J L, Chhabildas L C 1986 Shock Wave in Condensed Matter (edited by GuPta Y M) (New York: Plenum) p441

    [27]

    Furnish M D, Chhabildas L C, Reinhart W D 1999 Int. J. Impact Eng. 23 261

    [28]

    LaLone B M, Fat'yanov O V, Asay J R, Gupta Y M 2008 J. Appl. Phys. 103 093505

  • [1]

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    [2]

    Renaudin P, Blancard C, Clérouin J, Faussurier G, Noiret P, Recoules V 2003 Phys. Rev. Lett. 91 075002

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    Al'Tshuler L V, Bakanova A A, Trunin R F 1962 Sov. Phys. JETP 15 65

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    [7]

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    [10]

    Yaakobi B, Boehly T R, Meyerhofer D D, Collins T J B, Remington B A, Allen P G, Pollaine S M, Lorenzana H E, Eggert J H 2005 Phys. Plasmas 12 092703

    [11]

    Mančić A 2010 J. Phys.: Conf. Ser. 257 012009

    [12]

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    [13]

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    [15]

    Huser G, Koenig M, Benuzzi-Mounaix A, Henry E, Vinci T, Faral B, Tomasini M, Telaro B, Batani D 2005 Phys. Plasmas 12 060701

    [16]

    Zhou X M, Wang X S, Li S N, Li J, Li J B, Jing F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4965 (in Chinese) [周显明, 汪小松, 李赛男, 李俊, 李加波, 经福谦 2007 物理学报 56 4965]

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    [19]

    Fratanduono D E, Boehly T R, Barrios M A, Meyerhofer D D, Eggert J H, Smith R F, Hicks D G, Celliers P M, Braun D G, Collins G W 2011 J. Appl. Phys. 109 123521

    [20]

    Clérouin J, Laudernet Y, Recoules V, Mazevet S 2005 Phys. Rev. B 72 155122

    [21]

    Sajid A, Murtaza G, Reshak A H 2013 Mod. Phys. Lett. B 27 1350061

    [22]

    Xue Q, Wang Z, Jiang S, Wang F, Ye X, Liu J 2014 Phys. Plasmas 21 072709

    [23]

    Wang F, Peng X S, Zhang R, Xu T, Wei H Y, Liu S Y, Wang J J, Li M Z, Jiang X H, Ding Y K 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 3158 (in Chinese) [王峰, 彭晓世, 张锐, 徐涛, 魏惠月, 刘慎业, 王建军, 李明中, 蒋小华, 丁永坤 2013 强激光与粒子束 25 3158]

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    [26]

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    [27]

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    [28]

    LaLone B M, Fat'yanov O V, Asay J R, Gupta Y M 2008 J. Appl. Phys. 103 093505

  • [1] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
    [2] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 表面效应对铁\begin{document}${\left\langle 100 \right\rangle} $\end{document}间隙型位错环的影响. 物理学报, 2020, 69(3): 036101. doi: 10.7498/aps.69.20191379
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    [4] 胡耀华, 刘艳, 穆鸽, 秦齐, 谭中伟, 王目光, 延凤平. 基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 034203. doi: 10.7498/aps.69.20191143
    [5] 黄永峰, 曹怀信, 王文华. 共轭线性对称性及其对\begin{document}$ {\mathcal{P}}{\mathcal{T}} $\end{document}-对称量子理论的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 030301. doi: 10.7498/aps.69.20191173
    [6] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [7] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-04
  • 修回日期:  2015-06-03
  • 刊出日期:  2015-10-20

激光驱动准等熵压缩透明窗口LiF的透明性

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900;
  • 2. 清华大学工程物理系, 北京 100084;
  • 3. 西北核技术研究所, 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11304292)和中国工程物理研究院院长基金(批准号: 201402013)资助的课题.

摘要: LiF在激光驱动高压实验中是比较常见的窗口材料, 其在冲击下透射或反射可见诊断光是作为窗口材料的重要特性. 在神光III原型激光装置上开展了带LiF窗口的铝样品准等熵压缩实验, 采用任意反射面速度干涉仪诊断获得准等熵压缩样品(CH/Al/LiF)的反射率. 实验结果表明在准等熵压缩后期反射率诊断出现致盲现象. 为此, 建立了带透明窗口的样品对诊断光的反射率模型, 模型考虑了窗口LiF压缩后透明性变化. 模型计算的CH/Al/LiF样品对可见光的反射率时间演化过程与实验结果符合较好. 研究结果表明: LiF中压缩波追赶逐渐形成强冲击波, 显著降低了LiF的透明性, 并最终发生致盲现象; 第一性原理方法所给出的LiF的能带间隙偏低1–2 eV; 该实验中, LiF的透明性完全消失时, LiF中波头处的温度约为1 eV, 压力为2–3 Mbar.

English Abstract

参考文献 (28)

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