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利用皮秒激光诱导等离子体光谱技术研究激光参数对铜等离子体轮廓的影响
摘要： 激光诱导等离子体生成及其特性受激光参数和样品物理性质影响，在诸多应用领域中具有重要意义。本研究采用单发皮秒Nd:YAG激光，系统探究了激光波长与脉冲能量的优化组合对等离子体特性的影响。通过单发170皮秒激光脉冲（波长266/355/532/1064纳米，能量密度10-41焦耳/平方厘米）的激光诱导击穿光谱技术(LIPS)，成功激发纯铜样品产生等离子体羽焰，并观测到Cu I 324.75、327.39、515.32及521.82纳米谱线强度?；诰植咳攘ρ胶?LTE)假设，分别通过玻尔兹曼图谱和等离子体谱线斯塔克展宽轮廓测定电子温度与密度。研究发现：随着激光波长增加和脉冲能量密度提升，电子温度从约10,000K升至20,000K，电子密度从约2×10^17 cm^-3增至1.5×10^18 cm^-3。该现象可归因于质量烧蚀率、逆轫致辐射及光电离效应随脉冲波长与能量的变化规律。本研究成果为通过精确调控皮秒脉冲参数来控制特定等离子体特性提供了新思路，该方法在材料科学光谱分析及等离子体相互作用动力学调控等领域具有重要应用价值。
关键词： 斯塔克展宽、皮秒、玻尔兹曼图、电子温度、局部热力学平衡、激光诱导等离子体光谱、铜、电子密度、等离子体羽流、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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高质量激光等离子体电子加速器中用于密度测量的光学诊断技术
摘要： 在面向用户的设施中实施基于激光等离子体的加速阶段，需要定义并部署适当的诊断方法来监测和控制加速过程。本文概述了激光等离子体加速阶段中用于密度测量的光学诊断技术，重点介绍成熟且易于实施的方法。内容涵盖中性气体和自由电子数密度的诊断，并强调实时测量能力。讨论了从标准双臂到更先进共路设计的各种配置的光学干涉仪，以及斯塔克展宽和拉曼散射等光谱技术。针对这些诊断技术在产生高质量GeV电子束团的激光等离子体加速阶段中的应用，给出了关键分析。
关键词： 激光等离子体、拉曼散射、斯塔克展宽、激光尾场加速、气体靶、干涉测量法
更新于2025-09-19 17:13:59
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小口径平行板电磁等离子体加速器中电流片的光学发射光谱研究
摘要： 研究了一种小口径平行板电磁等离子体加速器中传播电流片的发射光谱。该加速器由十四级脉冲形成网络供电，产生脉宽为20.5微秒的阻尼振荡方波电流。通过布置在不同轴向位置的三个单磁探针识别第一和第二电流片的运动，采用两个双磁探针测量电流片倾斜度，并利用光谱系统测定电流片光谱。通过氢Ha线的斯塔克展宽确定电流片等离子体的电子密度。结果表明：电流片基本垂直于电极；其电子密度随传播过程递增；主要受预充气压而非放电电流控制；电流片中存在后壁绝缘体烧蚀产生的杂质带电粒子；残留粒子通常滞留于第一电流片后方并被第二电流片扫掠电离，估算其扫掠效率超过80%。本研究所开发的平行板电磁等离子体加速器在产生高电子密度等离子体射流方面展现出显著潜力。
关键词： 斯塔克展宽、光学发射光谱、平行板电磁等离子体加速器、电流片、电子密度
更新于2025-09-09 09:28:46