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在100千焦级激光装置上对双入口球形黑腔能量学的实验研究

DOI：10.1063/1.5136274 期刊：Physics of Plasmas 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 研究人员利用100千焦级激光装置，开展了采用全部48路激光束及两种激光脉冲波形的双激光入口孔（LEH）球形黑腔能量学实验。本工作中，多角度X射线二极管测量的时间分辨辐射温度与LARED程序模拟结果高度吻合，在45太瓦激光功率下峰值辐射温度达到260电子伏特。同时多数发次中反向散射激光能量份额低于5%，表明球形黑腔内激光等离子体相互作用（LPI）效应较弱。但在含靶丸的整形脉冲发次中，较小入射角激光的受激拉曼散射（SRS）显著增至15%。实测SRS能谱与LARED模拟显示，烧蚀CH等离子体导致的LPI效应增强约0.1Nc（Nc为临界密度）。实验结果表明：真空球形黑腔在3纳秒方波脉冲下的X射线转换效率为85%-88%，在3.6纳秒整形脉冲下为89%-93%，该数值与神光装置及美国国家点火装置（NIF）的双LEH柱形黑腔结果更为接近。
作者： Ji Yan，Yaohua Chen，Zhongjing Chen，Shao’en Jiang，Guoli Ren，Xing Zhang，Wei Jiang，Liang Hao，Xingsen Che，Tao Xu，Li Chen，Chuankui Sun，Yunsong Dong，Bo Yu，Yudong Pu，Lifeng Wang，Xiantu He
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

在100千焦级激光装置上研究双入口球形黑腔的能量学特性，重点关注X射线转换效率与激光等离子体相互作用效应。

研究成果

研究发现，在3纳秒方波脉冲下，真空球形黑腔的X射线转换效率为85%-88%，在3.6纳秒整形脉冲下为89%-93%，与神光和NIF装置中的双窗口圆柱形黑腔数据高度吻合。该研究还发现球形黑腔中激光等离子体不稳定性效应水平较低，仅在采用靶丸的整形脉冲实验中观察到明显的受激拉曼散射增强现象。

研究不足

该研究受限于为2-LEH圆柱形黑腔设计的激光束构型，导致驱动不对称性较大且激光在黑腔内的传播路径更长。背向散射激光能量测量存在±25%的不确定度，且烧蚀CH等离子体对激光等离子体相互作用的影响尚未充分探究。

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