【摘要】：毛細(xì)管放電泵浦46.9 nm軟X射線激光是一種短波長激光,具有諸多普通波長激光所不具備的特性,比如高亮度、高相干性、單脈沖能量高和穿透能力強(qiáng)等。隨著毛細(xì)管放電泵浦激光的迅速發(fā)展,46.9 nm激光在等離子體診斷、納米成像等重要領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。已獲得的類氖氬激光包括46.9 nm、69.8 nm和72.6 nm三個(gè)波長。其中,國際上對(duì)46.9 nm波長的激光的研究比較多。本文主要從理論數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方面對(duì)波長46.9 nm軟X射線激光的空間特性進(jìn)行研究,包括光斑的光強(qiáng)空間分布和空間相干性。在理論研究上,本文利用了光在等離子體柱中傳播放大的模型,并且針對(duì)不同電子密度分布的情況模擬了激光的光斑光強(qiáng)分布情況,電子密度分布包括四次函數(shù)電子密度分布、拋物線電子密度分布和多次函數(shù)電子密度分布。之后,通過對(duì)增益分布函數(shù)、最大增益數(shù)值等參數(shù)的修改,進(jìn)行了進(jìn)一步的模擬,研究了不同條件下的激光光斑光強(qiáng)空間分布。在實(shí)驗(yàn)研究上,研究了不同氣壓條件下,46.9 nm激光的光斑光強(qiáng)分布情況和激光相對(duì)光強(qiáng)的變化情況。通過與理論模擬結(jié)果的比較,初步確定了不同條件下等離子體柱的內(nèi)部電子密度和增益的分布情況。在此基礎(chǔ)上使用楊氏雙縫,研究了不同氣壓條件下,光斑不同橫向位置處的激光條紋可見度的變化情況。同時(shí)研究了不同氣壓條件下,激光最大條紋可見度的變化情況。最后研究了不同毛細(xì)管長度條件下的激光光強(qiáng)分布與相對(duì)光強(qiáng)變化,以及激光條紋可見度的變化情況。本文分析了激光空間相干性變化的因素,得到激光空間相干性與激光的傳輸放大過程有十分密切的關(guān)系,即激光放大越充分,其空間相干性越好。對(duì)應(yīng)的具體表現(xiàn)為在相同條件下、激光空間相干性與激光光強(qiáng)呈現(xiàn)正相關(guān)的聯(lián)系。通過對(duì)毛細(xì)管放電泵浦46.9 nm激光的空間特性的模擬和實(shí)驗(yàn)研究,可以了解不同激光光強(qiáng)分布時(shí)的等離子體柱的內(nèi)部電子與增益分布情況,進(jìn)而可以改變實(shí)驗(yàn)條件,獲得性能良好的激光輸出。通過對(duì)不同條件下,激光空間相干性的研究,可以了解影響空間相干性的因素。這些結(jié)果,對(duì)于產(chǎn)生高增益、高空間相干性的激光具有很好的指導(dǎo)意義,也為46.9 nm激光的實(shí)際應(yīng)用做了一些鋪墊。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文為透過放置于距離毛細(xì)管出口 1.5 cm 處，針孔間隔為 300 μm、直徑為 150 μm 的三針孔線性列陣后，光譜儀獲得的光強(qiáng)分布情況。從激光的遠(yuǎn)場(chǎng)分布可以看出，激光中心強(qiáng)度大，說明等離子體的增益主要集中于其軸心位置；但是有時(shí)其強(qiáng)度分布會(huì)出現(xiàn)中心有略微凹陷的情況，說明等離子體軸心處的增益不再是最佳增益。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文為透過放置于距離毛細(xì)管出口 1.5 cm 處，針孔間隔為 300 μm、直徑為 150 μm 的三針孔線性列陣后，光譜儀獲得的光強(qiáng)分布情況。從激光的遠(yuǎn)場(chǎng)分布可以看出，激光中心強(qiáng)度大，說明等離子體的增益主要集中于其軸心位置；但是有時(shí)其強(qiáng)度分布會(huì)出現(xiàn)中心有略微凹陷的情況，，說明等離子體軸心處的增益不再是最佳增益。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN24

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本文編號(hào)：2654701