研究目的
研究100纳秒紫外脉冲在高达5×1012瓦/平方厘米强度下对金属和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)靶材的辐照,重点关注深坑形成以及等离子体中辐射自聚焦与部分透明靶材材料中克尔自聚焦的效应。
研究成果
实验与模拟证实,在高吸收率与半透明材料中,由于烧蚀前沿超音速传播与锥形冲击波的二维效应共同作用,均会形成深锥形凹坑。此类等离子体中辐射的小尺度自聚焦现象通过微坑形貌得到验证。未来采用更高强度的实验可研究长坑约束等离子体中的各类激光-等离子体不稳定性,为直接驱动惯性约束聚变(ICF)量级相互作用的实验模拟提供依据。
研究不足
模拟中使用的代码未考虑非均匀等离子体中的辐射折射或坑壁反射,因此无法描述坑内的辐射自聚焦现象。激光强度和等离子体温度略低于主惯性约束聚变驱动脉冲。
1:实验设计与方法选择
研究在GARPUNKrF激光装置上开展实验,并采用NUTCY代码进行二维模拟,以探究紫外激光脉冲与金属及PMMA靶材的相互作用。
2:样本选择与数据来源
使用金属(铝)和半透明材料(PMMA)作为靶材。数据采集自GARPUNKrF激光装置实验及模拟结果。
3:实验设备与材料清单
GARPUNKrF激光装置、NUTCY代码、铝和PMMA靶材、放电泵浦KrF激光器、K8玻璃、照相底片、微密度计、SpiriconSP620UCCD光束轮廓仪。
4:实验流程与操作步骤
输出激光束经轻微预聚焦以匹配靶室窗口孔径与聚焦球面镜。通过校准照相底片测量焦斑区域的激光能量分布,并优化焦点位置以获得最大坑蚀尺寸。
5:数据分析方法
采用NUTCY代码进行模拟分析,结合多种光学诊断技术处理实验数据。
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获取完整内容-
Spiricon SP620U CCD beam profilometer
SP620U
Ophir Photonics
Used for imaging the fluorescence of the glass in the blue–green spectral region.
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GARPUN KrF laser
Used for irradiating metal and PMMA targets with UV pulses.
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NUTCY code
Used for 2D simulations of the laser-target interaction.
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Lambda Physik EMG 150 TMSC
EMG 150 TMSC
Lambda Physik
Discharge-pumped laser used as a master oscillator.
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K8 glass
Used in experiments for its properties similar to Schott Glass BK7.
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