本文關鍵詞：毛細管放電電流幅值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,還具有波長短、單光子能量高、脈沖瞬時功率大等特點,因此在許多微觀領域有很好的應用前景。在實現X射線激光的多種方案中,毛細管放電泵浦方案為X射線激光器的小型化、實用化實現巨大進展。本文主要研究4.0mm內徑毛細管放電電流幅值不同時產生的類氖氬46.9nm激光特性在不同實驗條件下的變化規(guī)律。通過理論和實驗的結合得到了能產生更高幅值、更好光束質量的實驗參數。理論上,使用一維磁流體力學模型對Z-箍縮過程中的等離子體狀態(tài)進行模擬計算。控制主脈沖電流幅值和初始氬氣壓強兩個變量分析等離子體狀態(tài)變化。由模擬結果得到,不同幅值的主脈沖電流和不同的初始氣壓對放電產生的Z-箍縮過程的影響。并分析了在激光產生的時刻,電子溫度、電子密度、離子溫度等重要參數隨實驗條件變化的規(guī)律。進一步結合相關文獻和后續(xù)的實驗結果得到了適宜激光放大的等離子體狀態(tài)。在實驗方面使用幅值為26kA、32kA的主脈沖進行了實驗。適當的提高主脈沖幅值,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,研究了初始氣壓、不同變化率的預脈沖電流對激光光強的影響,尋找最適合激光放大條件。在最佳的條件下對兩個電流產生的激光增益系數的測量實驗,二者激光放大輸出都達到了增益飽和。兩個電流下的增益系數基本相同,大電流條件下單位長度自發(fā)輻射強度增大,使得高幅值電流條件下的激光輸出能夠達到更高的水平。基于X射線激光的應用價值,采用Ce:YAG閃爍屏將46.9nm激光轉化為可見光并用相機捕捉的實驗方案對激光光強的空間分布進行測量。在激光輸出最強的條件下,得到了環(huán)形激光光斑。改變初始氣壓,觀察激光光斑隨著氣壓變化的規(guī)律,發(fā)現從最適宜激光放大的氣壓向兩側改變時,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行計算,并總結了束散角隨氣壓變化的規(guī)律。
【關鍵詞】：Z箍縮 類氖氬46.9nm激光 高幅值主脈沖 光斑
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現狀10-18
• 1.2.1 國外在該方向的研究現狀10-17
• 1.2.2 國內在該方向的研究現狀17-18
• 1.3 國內外研究現狀分析18-19
• 1.4 主要研究內容19-21
• 第2章 實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-箍縮效應和一維磁流體力學模型21-23
• 2.3 Z-箍縮過程產生的等離子體狀態(tài)模擬23-27
• 2.4 電流幅值和初始氣壓對等離子體狀態(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33-34
• 第3章 高幅值主脈沖電流增強激光光強實驗研究34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 毛細管放電裝置的電流幅值調節(jié)34-37
• 3.3 高幅值主脈沖電流增強激光輸出實驗37-46
• 3.3.1 高幅值主脈沖電流下類氖氬 46.9nm激光輸出實驗37-40
• 3.3.2 初始氣壓對激光輸出的影響40-41
• 3.3.3 預脈沖對激光輸出的影響實驗41-43
• 3.3.4 激光增益測量實驗43-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第4章 46.9nm激光光斑特性實驗研究47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 光斑測量的實驗方案47-49
• 4.3 激光光斑形狀實驗結果49-54
• 4.4 本章小結54-55
• 結論55-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60

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

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本文編號：643187