本文關(guān)鍵詞：毛細(xì)管放電電流幅值26kA和32kA時46.9nm激光特性研究

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【摘要】：X激光不僅具有其他波長激光的共同優(yōu)點(diǎn),還具有波長短、單光子能量高、脈沖瞬時功率大等特點(diǎn),因此在許多微觀領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。在實(shí)現(xiàn)X射線激光的多種方案中,毛細(xì)管放電泵浦方案為X射線激光器的小型化、實(shí)用化實(shí)現(xiàn)巨大進(jìn)展。本文主要研究4.0mm內(nèi)徑毛細(xì)管放電電流幅值不同時產(chǎn)生的類氖氬46.9nm激光特性在不同實(shí)驗條件下的變化規(guī)律。通過理論和實(shí)驗的結(jié)合得到了能產(chǎn)生更高幅值、更好光束質(zhì)量的實(shí)驗參數(shù)。理論上,使用一維磁流體力學(xué)模型對Z-箍縮過程中的等離子體狀態(tài)進(jìn)行模擬計算�？刂浦髅}沖電流幅值和初始?xì)鍤鈮簭?qiáng)兩個變量分析等離子體狀態(tài)變化。由模擬結(jié)果得到,不同幅值的主脈沖電流和不同的初始?xì)鈮簩Ψ烹姰a(chǎn)生的Z-箍縮過程的影響。并分析了在激光產(chǎn)生的時刻,電子溫度、電子密度、離子溫度等重要參數(shù)隨實(shí)驗條件變化的規(guī)律。進(jìn)一步結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和后續(xù)的實(shí)驗結(jié)果得到了適宜激光放大的等離子體狀態(tài)。在實(shí)驗方面使用幅值為26kA、32kA的主脈沖進(jìn)行了實(shí)驗。適當(dāng)?shù)奶岣咧髅}沖幅值,將激光輸出幅值提高了2倍,大幅提高了激光器輸出能量。在兩個電流條件下,研究了初始?xì)鈮骸⒉煌兓实念A(yù)脈沖電流對激光光強(qiáng)的影響,尋找最適合激光放大條件。在最佳的條件下對兩個電流產(chǎn)生的激光增益系數(shù)的測量實(shí)驗,二者激光放大輸出都達(dá)到了增益飽和。兩個電流下的增益系數(shù)基本相同,大電流條件下單位長度自發(fā)輻射強(qiáng)度增大,使得高幅值電流條件下的激光輸出能夠達(dá)到更高的水平。基于X射線激光的應(yīng)用價值,采用Ce:YAG閃爍屏將46.9nm激光轉(zhuǎn)化為可見光并用相機(jī)捕捉的實(shí)驗方案對激光光強(qiáng)的空間分布進(jìn)行測量。在激光輸出最強(qiáng)的條件下,得到了環(huán)形激光光斑。改變初始?xì)鈮?觀察激光光斑隨著氣壓變化的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)從最適宜激光放大的氣壓向兩側(cè)改變時,增大氣壓和減小氣壓得到光斑形狀不同的變化規(guī)律。利用幾何方法對激光的束散角進(jìn)行計算,并總結(jié)了束散角隨氣壓變化的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：Z箍縮 類氖氬46.9nm激光 高幅值主脈沖 光斑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24;O434.19
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 研究的目的和意義9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究目的和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 國外在該方向的研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.2 國內(nèi)在該方向的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析18-19
• 1.4 主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 實(shí)驗條件對等離子狀態(tài)影響的理論模擬21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 Z-箍縮效應(yīng)和一維磁流體力學(xué)模型21-23
• 2.3 Z-箍縮過程產(chǎn)生的等離子體狀態(tài)模擬23-27
• 2.4 電流幅值和初始?xì)鈮簩Φ入x子體狀態(tài)的影響27-33
• 2.4.1 初始條件對箍縮過程的影響27-28
• 2.4.2 激光產(chǎn)生時刻的等離子狀態(tài)徑向分布28-31
• 2.4.3 適宜激光放大的電流幅值31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 高幅值主脈沖電流增強(qiáng)激光光強(qiáng)實(shí)驗研究34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 毛細(xì)管放電裝置的電流幅值調(diào)節(jié)34-37
• 3.3 高幅值主脈沖電流增強(qiáng)激光輸出實(shí)驗37-46
• 3.3.1 高幅值主脈沖電流下類氖氬 46.9nm激光輸出實(shí)驗37-40
• 3.3.2 初始?xì)鈮簩す廨敵龅挠绊?/span>40-41
• 3.3.3 預(yù)脈沖對激光輸出的影響實(shí)驗41-43
• 3.3.4 激光增益測量實(shí)驗43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 46.9nm激光光斑特性實(shí)驗研究47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 光斑測量的實(shí)驗方案47-49
• 4.3 激光光斑形狀實(shí)驗結(jié)果49-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60

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1 李偉;毛細(xì)管放電電流幅值26kA和32kA時46.9nm激光特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號：643187