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强短脉冲激光实验中干涉仪的实现与数据分析
摘要： 我们介绍了一种用于强短脉冲（SP）激光实验的干涉测量装置及详细的条纹分析方法。该干涉测量方案经过多次实验改进，用于研究劳伦斯利弗莫尔国家实验室木星激光装置中预等离子体对高能电子的影响。该干涉仪采用频率加倍（λ = 0.527 微米）、脉宽0.5皮秒的光学探测光束来测量预等离子体密度——这一关键参数有助于深入理解预等离子体条件变化如何影响高能电子特性。文中展示了诊断硬件、数据分析流程及示例数据。该诊断装置和分析流程可分别应用于其他SP激光实验和干涉图样分析。
关键词： 短脉冲激光、光学干涉测量、马赫-曾德尔干涉仪、皮秒探针、等离子体密度
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光等离子体相互作用中相对论性飞行镜产生的阿秒脉冲：等离子体密度和驱动振幅对生成脉冲的影响
摘要： 研究了两个相向传播的短激光脉冲与低密度等离子体相互作用产生高强度阿秒脉冲的过程。通过采用并行全动力学粒子模拟方法（该模拟显示了强驱动激光脉冲尾波中相对论性飞行镜的形成以及弱源脉冲的聚焦反射），根据相对论相似理论证明：在优化等离子体密度和驱动激光振幅的条件下可产生高强度阿秒脉冲。此外研究表明，源脉冲频率上移倍数达10至80倍（对应反射辐射波长20至164纳米，处于极紫外波段），且大部分能量集中在频率上移约20倍的区间——这与实测洛伦兹因子相符。主阿秒脉冲强度比源脉冲强度高出两个数量级。
关键词： 等离子体密度、驱动器振幅、阿秒脉冲产生、相对论性飞行镜、激光-等离子体相互作用
更新于2025-09-12 10:27:22
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CO<sub>2</sub>激光脉冲在氩气中诱导的快速电离波特性研究
摘要： 快电离波（FIW）是激光诱导等离子体击穿后的一种现象，在大气压条件下使用CO?激光脉冲、当激光强度为1011–1013 W/m2时被观测到。根据Raizer的Chapmann-Jouguet爆轰理论，FIW因其传播速度高于激光支持爆轰波（LSDW），被归类为"过驱动爆轰"形式的激光吸收波。已有部分研究报道了固体激光器激发的FIW扩展现象，但FIW与LSDW之间的阈值特性尚未得到根本性理解。本研究采用高速可视化与光学发射光谱技术，探究氩气环境中激光吸收波的转变过程。为阐明转变阈值的物理机制，使用5 J CO?脉冲激光器、中阶梯光栅光谱仪及增强型CCD相机，对等离子体温度与密度进行定量分析。结果表明：FIW波前电子温度为0.7 eV，电子数密度达2.5×1023 m?3；在FIW-LSDW转变界面，电子温度升高1 eV且密度降低2.2×1023 m?3。此外，基于光谱实验获取的电子温度与密度数据，评估了转变阈值及局部热力学平衡态的存在性。
关键词： 等离子体温度、光学发射光谱、快离子化波、等离子体密度、二氧化碳激光器、激光诱导等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用反向传播孤子研究充气光子晶体光纤中等离子体动力学行为的泵浦-探测方法
摘要： 我们提出一种泵浦-探测技术用于监测超快极化率变化。具体而言，该技术通过追踪反向传播探测孤子产生的色散波发射波长，测量自压缩高阶泵浦孤子在充气质心光子晶体光纤时域焦点处形成的等离子体密度。通过调节泵浦与探测的相对延迟，可绘制光纤沿线的等离子体密度分布图。与近期用于监测等离子体密度的干涉侧向探测技术相比，本方法对空气湍流和机械振动引发的不稳定性具有更强抗干扰性。我们展示了氩气和氪气填充光纤的两组实验结果，并与数值模拟进行对比。该技术为探测多种气体及混合气体的光电离过程，以及其它场景中的超快色散变化提供了重要工具。
关键词： 光电离、孤子、等离子体密度、光子晶体光纤、泵浦-探测技术
更新于2025-09-11 14:15:04