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镍掺杂二氧化钛薄膜的改性激光等离子体源制备方法及其光催化应用
摘要： 我们报道了一项关于采用激光烧蚀技术制备纯TiO?薄膜和镍掺杂TiO?薄膜的研究。本工作的创新点在于：通过改进的激光离子源，在单一工艺过程中同时实现合成与掺杂——该技术可同步进行脉冲激光沉积（PLD）和低能离子注入（采用后加速方法）。具体而言，以金红石靶材为起始材料，通过PLD法制备了两组二氧化钛薄膜。其中一组薄膜采用20 kV电压加速的镍离子进行掺杂，经法拉第杯测定总注入剂量为1×101? ions/cm2。采用拉曼光谱分析了所得TiO?薄膜的晶相结构。以亚甲基蓝为探针、在紫外光照射下测得：镍掺杂二氧化钛薄膜的光催化活性显著高于纯TiO?薄膜。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、加速器应用、等离子体诊断 - 探针
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过液体中脉冲激光烧蚀制备生物相容性纳米颗粒
摘要： 使用脉冲激光在水介质中制备10-100纳米级球形金属纳米粒子（NPs）在多个科学领域具有重要研究价值。激光能量快速释放至水中固态金属后，在固液界面产生等离子体进而生成溶液中的纳米粒子。粒径分布与溶液浓度取决于三大类参数：激光源特性（波长、脉冲能量、脉冲持续时间）、辐照条件（靶材水深、光斑聚焦、重复频率、辐照时间）以及消融介质环境（水质、溶液浓度、表面活性剂存在情况）。通过优化这些参数可有效控制纳米粒子的平均尺寸、粒径分布及团聚效应。本研究探讨了纳秒脉冲Nd:YAG激光在水相中辐照金属时的纳米粒子生成规律，并采用显微分析与光学表征技术对产物进行了物理特性分析。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生），激光器
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于短波长范围内激光等离子体监测的硅和碳化硅探测器特性研究
摘要： 采用碳化硅探测器对激光与双流气体喷射靶源相互作用产生的等离子体进行特性分析。实验使用重复频率为10Hz的Nd:YAG激光器（波长1064nm，脉冲能量0.69J，脉宽3ns）辐照不同气压（1-10巴）下的多种气体喷射靶（氩气、氙气和六氟化硫），产生不同波段（紫外、极紫外和软X射线）的等离子体辐射。通过钛、铝、锆和氟化钙滤光片对激光辐射产生的发射光进行适当过滤，以缩小所生成等离子体的宽带发射范围。将碳化硅探测器的信号与经过校准的传统硅探测器进行对比，评估其差异性——包括考虑等离子体稳定性、时间迹线特征以及气体喷射靶源的特性。即将展示和讨论的实验结果有助于改进碳化硅探测器的几何结构与配置方案，避免饱和效应和电荷复合效应，从而获得更优的辐射能量与注量比例关系。
关键词： X射线探测器、辐射监测、紫外/可见光/红外光子探测器、等离子体产生（激光产生、射频产生、X射线产生）
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过硅靶的微结构表面增强激光驱动X射线和粒子源的亮度
摘要： 高强度X射线与粒子源的产生是高能激光与固体靶相互作用最显著的特性之一。这些激光驱动次级源的广泛应用需要高产额，而部分限制因素在于靶材吸收的激光能量。本文报道了通过靶面改性提升激光吸收率及X射线与粒子通量的研究。与平面前端靶相比，实验表明我们采用新型锥形硅微结构实现了卓越的激光-靶材性能。该结构通过激光诱导表面加工制成。对反射率和X射线产生的光谱及空间研究表明：硅Kα谱线强度显著提升，整体X射线强度大幅增强，同时反射光量减少。质子与电子产额也得到提高，但其温度与平面箔靶相当。我们通过二维粒子模拟验证实验发现，以阐明强增强的作用机制。结果表明：定制表面结构可用于设计未来应用所需的高功率激光等离子体源。
关键词： 粒子源、激光吸收、激光驱动X射线、微结构表面、X射线产生、硅靶
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳秒激光烧蚀钨等离子体早期阶段轫致辐射发射与光谱的时间分辨研究
摘要： 激光诱导击穿光谱（LIBS）被视为本研究中的关键工具。我们优化了一维气体动力学数值模型，用于模拟纳秒激光烧蚀过程中等离子体早期阶段180-450纳米波段的轫致辐射发射及钨（W）与钨离子（W+）的谱线特征。现有文献中多数研究者更关注特征谱线而忽略轫致辐射连续背景。本研究发现等离子体温度与连续轫致辐射背景存在关联：数值模拟显示激光烧蚀初期以等离子体轫致辐射为主导，但其强度在10-160纳秒区间呈指数衰减；钨原子谱线强度持续增强，而钨离子谱线强度先增后减。实验采用脉宽8纳秒（FWHM）、波长1064纳米的Q开关Nd:YAG脉冲激光研究等离子体发射过程，证实早期烧蚀阶段轫致辐射占主导地位，该结论与数值预测一致。研究同时分析了轫致辐射、钨原子谱线与钨离子谱线的空间积分强度。期望这些结果能为聚变装置偏滤器诊断中LIBS技术的优化应用提供指导。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生），等离子体诊断——带电粒子光谱学
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第24届微光学会议(MOC) - 日本富山(2019.11.17-2019.11.20)] 2019年第24届微光学会议(MOC) - 石墨烯-金属相互作用下的等离子体纳米激光器研究
摘要： 我们报道了一种用于改进X射线吸收成像的X射线发生器的设计、制造及概念验证特性研究。该发生器采用纳米结构场发射阴极作为电子源，微结构透射阳极作为X射线产生结构。与传统X射线发生器使用的热阴极相比，场发射阴极功耗更低、响应更快且能承受更低的真空度。使用透射阳极（而非传统反射阳极）可在较低电压下通过激发原子壳层跃迁高效产生X射线，同时过滤背景辐射（轫致辐射），从而发射出具有窄光谱线宽的X射线，实现生物组织更清晰的成像。制造的场发射阴极包含自对准栅控硅场发射体阵列，在低至25V的偏置电压下即可启动，其栅极几乎100%将电子传输至阳极。在80V偏置电压下，每个发射体产生的电子电流超过2μA（电流密度>2A/cm2）。我们搭建了桌面装置，利用场发射阴极和透射阳极产生X射线，据此获得了多个物体的X射线吸收图像。这些图像清晰显示出500微米以下的细节特征，以及无需造影剂即可观察的软组织和精细骨结构。
关键词： 医学成像、场发射、X射线产生
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光氢化金属靶产生的质子束
摘要： 本文报道了一项关于通过激光与氢化固体靶材相互作用产生质子束的研究，该研究有助于开发用于医疗应用（如强子治疗和同位素生产）的新型辐射源。靶材的氢化处理在激光与物质相互作用之前完成。本研究中，我们采用纯钛(Ti)、钽(Ta)和铝(Al)作为固体靶材，首先通过KrF准分子激光（辐照强度I=3×10^7 W/cm2）进行激光清洁处理，随后在持续通入高纯度氢气（HiQ Hydrogen 6.0）的条件下接受激光辐照（1500个脉冲，I=3×10^7 W/cm2）。之后将靶材在氢气流中保持5分钟以促进进一步氢吸附。我们报告了在1.3、2.5和5.0 J/cm2能量密度下进行的激光烧蚀测量结果。数据显示，与未处理的对照样品相比，氢化靶材的质子产额分别提升了25%（钛）、64%（铝）和550%（钽）。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、加速器应用
更新于2025-09-19 17:13:59
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亲和力不连续性对异质结p-i-n太阳能电池性能的影响
摘要： 我们报道了一种用于改进X射线吸收成像的X射线发生器的设计、制造及概念验证表征。该发生器采用纳米结构场发射阴极作为电子源，微结构透射阳极作为X射线产生结构。与传统X射线发生器使用的热阴极相比，场发射阴极功耗更低、响应更快且能承受更低的真空度。使用透射阳极（而非传统反射阳极）可在较低电压下通过激发原子壳层跃迁高效产生X射线，同时过滤背景辐射（轫致辐射），从而发射具有窄光谱线宽的X射线，实现生物组织更清晰的成像。制造的场发射阴极包含自对准栅控硅场发射体阵列，在低至25V的偏置电压下即可启动，其栅极几乎100%将电子传输至阳极。在80V偏置电压下，每个发射体产生的电子电流超过2μA（电流密度>2A/cm2）。我们搭建了桌面装置，利用场发射阴极和透射阳极产生X射线，并获取了多个物体的X射线吸收图像。这些图像清晰显示了500微米以下的细节特征，以及无需造影剂即可呈现的软组织和精细骨结构。
关键词： 医学成像、场发射、X射线产生
更新于2025-09-16 10:30:52
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神光二号升级激光装置用紧凑型脉冲强磁场发生器
摘要： 本文介绍了一种用于神光-II升级激光装置（上海）磁化激光等离子体实验的紧凑型脉冲强磁场发生器。该脉冲磁场装置在40千伏放电电压下可产生峰值电流45千安、上升时间480纳秒的脉冲，时间抖动约100纳秒。采用直径12毫米的双绞线圈时，峰值磁场可达9特斯拉。研究团队专门设计了可调谐传输线，实现电容器组与磁场线圈的灵活连接。该装置与激光装置的特殊靶室兼容，通过置于靶室内的三维电动平移台可单独调节线圈组件（横向调节范围10厘米、纵向1厘米，精度达6微米）。采用高压电触发火花间隙气体开关降低了装置操作复杂度与占用空间。接地与屏蔽结构确保了与靶室的优良电磁兼容性。该设备已成功应用于激光装置开展的磁化激光等离子体实验。
关键词： 特种电缆、脉冲电源、等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于激光等离子体X射线源和氟化锂探测器的生物/医学样品X射线成像
摘要： 这篇提交给ECPD2019的论文献给阿纳托利·费诺夫。在1994至2006年约十三年间，阿纳托利与其妻子塔季扬娜·皮库兹（朋友们称她为"塔尼亚"）应意大利国家核物理研究院（INFN）和意大利国家新技术、能源与可持续经济发展署（ENEA）的频繁邀请，与分布在多个城市（拉奎拉、弗拉斯卡蒂、米兰、帕多瓦、比萨、罗马等）的众多意大利极紫外与软X射线研究实验室开展合作。尽管他们每年仅在意大利停留约一两个月，但其工作强度极高——仅以拉奎拉大学、罗马第二大学（托尔维加塔）和弗拉斯卡蒂ENEA研究中心的成果为例，就产生了超过50篇同行评审出版物（这还未计入他们在科学与人文领域营造的学术氛围）。通过他们设计的球面弯曲云母光谱仪在ENEA获得的众多实验光谱，结合莫斯科进行的理论模拟，研究者得以探究不同等离子体条件下各类激发机制的作用演变，并针对不同应用场景（1keV能段干生物样品的多色/单色显微放射成像、水窗波段活细胞软X射线接触显微技术、空心原子光谱学等）对ENEA激光等离子体源进行了最佳特性表征。本纪念论文展示了利用ENEA与罗马第二大学激光等离子体源在氟化锂（LiF）探测器上获得的生物样品成像主要成果，特别探讨了从光刻胶探测器与照相胶片转向氟化锂（LiF）探测器后，在干/湿生物样品的显微放射成像与软X射线接触显微技术方面取得的改进。
关键词： X射线探测器，等离子体产生（激光产生、射频产生、X射线产生），等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像法
更新于2025-09-12 10:27:22