飛秒激光等離子體相互作用中自生磁場的實驗研究.pdf

1、孔54623四川人學碩士學位論文飛秒激光等離子體相互作用中自生磁場的實驗研究原子分子物理專業(yè)研究生焦春嘩指導(dǎo)教師楊向東超短超強激光與固體靶相互作用產(chǎn)生強的自生磁場。它對等離子體尾流加速、能量吸收、熱輸運、電子及離子的動力學行為、等離子體膨脹等多方面都有很大的影響。自1997年].A.Stamp二利用線圈探測到激光等離子體相互作用過程中的自生磁場之后，人們在理論(數(shù)值模擬)和實驗上對其進行了有益的探索。論文簡單介紹子盼勝約束聚變和快點火的

2、概念，闡述了激光等離子體相互作用相關(guān)的基本概念和71礎(chǔ)理淪，比較全面地闡述了激光與等離子體相互作用中自生磁場的研究現(xiàn)狀、產(chǎn)生機制，并詳細介紹了在高溫高密度國家重點實驗室20TW超短超強激光裝置上利用高次諧波伴線結(jié)構(gòu)法取得的自生磁場測量結(jié)果。本文通過測量超短超強激光與固體靶相互作用中產(chǎn)生的高次諧波譜的精細結(jié)構(gòu)，反推自生磁場的大小達兆高斯量級，此實驗方法在國內(nèi)尚屬首次.實驗采用OMA光學多道分析譜儀(譜分辨0.1nm)加CCD(1152x1

3、242)相機探測設(shè)備，用消色差的相機鏡頭作為空間分辨，測量2w諧波的一維精細結(jié)構(gòu)譜，對利用散射光測量系統(tǒng)進行了初步探索研究。實驗中采用針孔相機和CCD相機，測量出的X光焦斑約為35p(FWHM)，打靶激光能量為530mj，給出激光靶面功率密度約5x1O“Wcm`實驗中用光學CCD采集2vo諧波譜，觀測到2w，波譜出現(xiàn)多峰伴線結(jié)構(gòu)，此伴線結(jié)構(gòu)與Jianzheng等(P.0.P.，93193(2002))的PIC模擬相似。根據(jù)理論公式推算出

4、激光與固體靶相互作用中離子體中的自生磁場達兆高斯量級，與M.Borghesi等(P.R.L.81112(1998))和李玉同博士論文報道的結(jié)果較好地一致。味M賣s_二一四川大學碩f:學位論文ExperimentalStudiesonspontaneousmagneticfieldproducedintheinteractionoffemtosecondlaserplasmaAtomicandMolecularPhysicsPostgad

5、uate:JiaoChunyeAdvisor:YangXiangdongLargespontaneousmagneticfieldisproducedduringtheinteractionofultrashortandultraintenselaserwithsolids.Itinfluencesgreatlytheplasmawakefieldaccelerationenergyabsorptionenergytransportth

6、edynamicsbehaviorsofelectronsandionsexpansionofplasmaetc.PeoplehavestudiedthespontaneousmagneticfieldfromtheoreticalsimulationandexperimentafterJ.A.Stampermeasuredthespontaneousmagneticfieldduringtheinteractionoflaserpla

7、smain1997.FirsttheICFandthefastignitionareintroducedsimply.Secondlythebasicconceptsandtheoriesforlaserplasmainteractionareexpatiatedthentherecentresearchstatusthegenerationmechanismsofspontaneousmagneticfieldduringtheint

8、eractionoflaserplasmaaredescribedindetail.Finallytheintroductionisfocusedontheexperimentsetupandresultsofspontaneousmagneticfieldon20TWlaserfacilityinChinaAcademyofEngineeringPhysicsKeyLaboratory.Inthisthesisthespontaneo

9、usmagneticfieldisdeduced飾thefinestructurespectrumof2moharmonicsoftheinteractionoftheultrashortandultraintenselaserwithsolid.UsingtheOMAopticalmultichannelspectrometryCCD(1152X1242)cameradetectequipmentandachromaticaberra

10、tioncameralensforspatialdistinguishingwecarriedouttheexperimentstomeasuretheonedimensionfinestructurespectrumoftwoharmonicsandtheninvestigatedprimarilythemeasurementsystemofscateringlight.Intheexperimentthepinholecameraa