无定形碳的激光等离子体质谱

自Smalley等人发现C_(60)并根据质谱研究,认为它具有足球形的完美空心结构以来,碳原子簇的激光产生与研究已成为化学界一个十分热门的研究课题。我们在自建的脉冲激光离子源飞行时间质谱计上,观察到碳原子簇正负离子的质谱,而且也发现C_(60)~+在原子簇正离子中具有突出的信号强度。然而以上研究都以石墨为样品,而石墨本身就具有十分有序的六边形层状结构。因而,由激光作用于石墨产生的碳原子簇,可能主要是石墨的碎片。为了更深入地     

基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生理论与实验进展

自从2001年首次产生并测量了阿秒(attosecond, 1 as=10-18s)脉冲之后,高次谐波和阿秒脉冲在原子分子物理、材料科学等领域得到了广泛的应用.但是,由于气体高次谐波方法产生的阿秒脉冲效率较低,阿秒脉冲能量受限,限制了阿秒时间动力学研究的探测方式(目前主要是IR(infrared)+XUV(extreme ultraviolet)泵浦/探测)及其在许多领域的应用.如何获得高亮度、大能量的阿秒脉冲一直是该领域的追求.高强度的相对论飞秒激光脉冲与固体密度等离子体相互作用,在高亮度、大能量高次谐波和阿秒脉冲产生上具有独特的优势,甚至可能获得远高于泵浦激光场强的谐波电场强度.本文对基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生的物理机制和目前的实验研究进展作简要介绍.     

光发射电子与原子分子高Rydberg态的产生

在飞行时间质谱上 ,用 532和 355nm激光照射到不锈钢板上 ,产生光发射电子束 .利用这种电子束产生了原子分子的高Rydberg态 ,结合脉冲场致电离技术 ,可以清楚地分离出直接电离产生的离子和高Rydberg态场致电离产生的离子 ,从而可以研究高Rydberg态的产生及性质与实验条件的关系 .给出了ArRydberg态与电子束加速电压的关系 .     

光发射电子与原子分子高Rydberg态的产生

在飞行时间质谱上,用５３２和３５５ｎｍ激光照射到不锈钢板上,产生光发射电子束。利用这种电子束产生了原子分子的高Ｒｙｄｂｅｒｇ态,结合脉冲场致电离技术,可以清楚地分离出直接电离产生的离子和高Ｒｙｄｂｅｒｇ态场致电脑产生的离子,从而可以研究高Ｒｙｄｂｅｒｇ态的产生及性质与实验条件的关系。给出了Ａｒ Ｒｙｄｂｅｒｇ态与电子束加速电压的关系。     

利用飞行时间质谱仪检测分子多光子电离产物

本文报道了利用飞行时间质谱技术检测分子在XeCl准分子激光作用下产生的离子产物的结果,与四极质谱技术相比,飞行时间质谱检测手段充分体现了快速、微量的特色,这将使得飞行时间质谱检测技术得到广泛的实际应用。 当与脉冲激光相互作用时,分子通过选择性激光多光子电离及离解过程生成母体离子和     

激光等离子体X射线摄谱及Te、N_e的测定

高功率激光束轰击靶材所形成的等离子体可在毫微秒到微微秒时间内产生上百焦耳的脉冲X射线,是一个强度极高的脉冲X光点源(Laser plasma X-ray,简称LPX),它在科学研究、工业和医学上都有重要的应用。同时,激光等离子体中高阶电离离子的X光线谱携带着关于高温等离子体各种基本参数及各种原子过程的大量信息,如电子温度、电子密度、膨胀速度、各阶     

一种新型双电流探针研究激光等离子体自发电流

激光辐照固体靶产生的激光等离子体自发电流研究是高温、高密度等离子体物理研究的一项重要内容。传统的研究方法是采用带耦合线圈的单电流探针。我们首次研制了一种新型的双电流探针研究激光等离子体自发电流。优点是在一次激光辐照靶中,不仅可以测量到激光等离子体自发电流随时间的变化,而且可同时得到电流空间分布两个点的数据。这种新方法测量精度较以往的单电流探针法高。在实验方法上,传统的实验均采用较长脉冲宽     

激光等离子体软X光发射和空间均匀性的时间分辨研究

短脉冲激光(～fs—～ns)产生的激光等离子体是一种高亮度软X光光源,它在X光激光研究和物质结构分析等方面具有重要应用。软X光发射的测量,也成为研究激光等离子体这一高温、高密度复杂现象的有效手段。由于激光等离子体是在fs—ps时间尺度下产生     

相对论自聚焦对激光脉宽的要求

短脉冲强激光在等离子体中的稳定传播与许多现象,如:激光等离子体加速器、相干短波长辐射源以及ICF中的快点火等许多问题,都有着直接的联系.如何使短脉冲强激光在等离子体中稳定传播及提高其传播长度成为人们关注的焦点问题之一.实现短脉冲强激光在等离子体中传播时形成光波导的方式主要有两种,即相对论自聚焦和等离子体通道口.相对论自聚焦的机理在于,强激光驱动下的等离子体中的电子做相     

不同气压背景下激光烧蚀Al靶的发射光谱

激光与物质的相互作用除了与激光的特性和材料的性能相关之外,还与背景有着密切的联系.不同的气氛对激光与物质的相互作用过程带来很大的影响.本文采用时间和空间分辨谱技术,对不同气压下激光辐照Al靶的等离子体羽发射过程进行了研究,测量了不同气压下出射粒子的飞行速度,对等离子体羽产生和膨胀的机制进行了讨论.1 实验由Q开关Nd:YAG激光器(Spectra quanta ray DCR-3)发出的1.06μm,10ns的脉冲激光经由3个棱镜组成的延迟光路之后,由石英透镜(f=6.3cm)会聚在真空室中的Al靶表面上,由激光器输出的Q开关同步脉冲信号通过快速脉冲延迟器延迟后,同时触发脉宽为5ns的快速脉冲发生器和光学多道分析仪(PARC OMAⅢ)的数据采集系统,快速脉冲发生器发出了-200V高压脉冲使OMA的光电探头选通5ns的曝光时间,从而可获得高分辨率的光谱信息,调节快速脉冲延迟器的时间延迟,可摄取不同时刻的时间分辨光谱.一组柱面透镜把距靶表面一定距离处的光谱成像在谱仪的狭缝上,经谱仪色散后被探头接收.然后送到OMA的数据采集系统进行数据采集和处理.样品Al经抛光后使用,其纯度为99.999%.     

用飞行时间质谱研究气相偏硼酸钠团簇的产生和结构

硼是元素周期表中ⅢA组元素,由于价电子的数目比价轨道的数目少,是一个典型的缺电子元素。B原子的缺电子性使得硼酸盐具有丰富、独特的几何和电子结构。硼酸盐是一类重要的光学材料和化工试剂,如硼砂是一种很好的高温溶剂,β-NaB_2_4(BBO)是近年发现的性能优良的紫外非线性光学材料。团簇是介于气相和凝聚相之间物质的一种新的存在状态,研究团簇的结构、形成和增长规律,有助于从分子层次上认识相变、结晶和晶体的生长等过程。我们用激光气化含水的硼氢化钠固体的方法,首次产生了3组分团簇NaBO_2团簇的正离子,并且,用飞行时间质谱研究了团簇离子的强度分布。     

甲醇在飞秒强激光场中的解离

甲醇在激光强度为10^13～10^14W/cm^2，脉冲浓度为80fs的飞秒激光照射下发生解离，产生的碎片离子用飞行时间质谱仪检测，当激光强度较低时，首先出现母体离子CH3OH^ ，逐渐增加激光强度，母体离子解离产生初级碎片离子，氘代甲醇的实验结果证明此碎片离子是CH2OH^ ，即甲醇的母体离子首先断C-H键，进一步增加激光强度，母体离子的C-O键也会断裂产生CH3^ ，当激光强度更高时，出现更小的碎片离子，解离甲醇时，只有H^ 碎片随激光偏振方向呈现各向异性，这些实验事实证明：甲醇是顺序解离而不是库仑爆炸，激光的电场将该分子中的C-H键拉断。     

预脉冲激光辐照靶面所发射的背景连续谱

激光等离子体相互作用中的许多物理过程都与冕区等离子体的尺寸及密度分布有关。因而,预脉冲激光(prepulse)的存在将直接影响主脉冲激光与靶的耦合物理。至今尚未见到能诊断预脉冲所预先形成的等离子体性质的方法。我们首次提出,利用预脉冲激光辐照靶面昕发射的背景连续谱可以诊断这种先行低温等离子体的温度。     

相对论自聚焦对激光脉宽的要求

<正>短脉冲强激光在等离子体中的稳定传播与许多现象,如:激光等离子体加速器、相干短波长辐射源以及ICF中的快点火等许多问题,都有着直接的联系.如何使短脉冲强激光在等离子体中稳定传播及提高其传播长度成为人们关注的焦点问题之一.     

电离毛细管等离子体在激光加速领域的应用

激光加速是近年提出的一种新型加速机制,它以等离子体为加速介质,受到等离子体性质的强烈影响.电离毛细管装置作为一种能稳定产生等离子体通道和调制等离子体参数的可靠工具,既可以承载激光等离子体尾波的高梯度加速场,又能提供放电电流驱动的高梯度横向聚焦磁场,在紧凑型激光加速器、辐射源及等离子体透镜的研究中发挥着重要作用.本文介绍了电离毛细管等离子体的原理及特性,归纳了它在激光加速领域的主要应用,包括作为加速段进一步提高激光等离子体加速粒子束的能量及质量、作为束流传输元件匹配加速粒子束的实际应用需求.在此基础上,对毛细管等离子体未来的发展趋势进行了展望,并简要介绍了北京大学电离毛细管等离子体平台的建设情况.     

I2分子团簇的制备及它的漫反射谱

近些年来,零维物理系统的研究已成为科学研究的一个热点。迄今,团簇方面的研究主要集中在离子团簇和共价团簇的研究上,所谓离子团簇和共价团簇即指团簇中的离子或原子是以离子键或共价键的方式结合。由于离子键和共价键的键能比较强,离子团簇和共价团簇中的离子和原子间的相互作用较强,它们间的距离不容易改变。因此,在这些团簇中有显著的量子尺寸效应,并可通过吸收带边的蓝移证实量子尺寸效应的存在。而对于由分子力结合的分子团簇,由于分子力相对较弱,分子团簇内分子间的距离可以发生变化,分子团簇有一些异于离子团簇和共     

凝聚相分子振动量子拍的20fs时间分辨光谱实时观测

冲击相干振动光谱是以脉冲宽度比分子振动周期短的飞秒激光作为激发光源的一种光谱学实验方法,通常是以泵浦-探测实验装置为基础,可以实时观测与电子基态或激发态相耦合的分子振动动力学过程.中国科学院物理研究所以小于20fs,550～700nm光谱范围内可调谐的非共线光参量放大器为光源,建立了一套冲击相干振动光谱学实验装置,并以染料分子Oxazine720的甲醇溶液为样品进行了实验测试.实验中样品被泵浦光脉冲激发后在电子基态形成振动波包,并观测到振动波包在电子势能曲面上运动所形成的振动量子拍信号.经分析有两个分子振动模式被激发,其振动频率分别为592与678cm-1,所对应的振动周期分别为56.3与49.2fs.     

激光尾波场加速器中反向注入激光脉冲参数对电子注入的影响

通过数值模拟和理论分析, 研究了由两反向传播的激光脉冲在稀薄等离子体中的相互作用造成的向激光尾波场中注入电子的物理过程, 并讨论了两激光脉冲参数对注入电子数目的影响. 通常注入脉冲的强度可以远小于产生尾波场的主脉冲强度. 当注入脉冲为中等强度时, 注入电子数首先随注入脉冲宽度的增加而增加, 直到注入脉冲宽度达到某个临界值后, 注入电子数饱和. 当减小注入脉冲强度时, 为了产生电子注入, 相应的主脉冲强度应该提高. 此时注入脉冲仅能轻微地影响主脉冲的尾波场, 注入电子数随注入脉冲宽度的增加而持续增加, 直到尾波场能够承受的捕获电子数目极限.     

共振耦合两波受激拉曼散射现象

最近,我们在方解石晶体样品中,以两束频率不同的强脉冲激光同时进行聚焦激励,观察到一种特殊的受激散射现象,亦即由两波差频共振引起的耦合受激拉曼散射现象。与通常由单光束引起的受激拉曼散射以及与由四波混频产生的CARS效应不同,所观察到的新现象的主要特点为:     

高温高密度等离子体的状态方程

天体中不少星球都属于高温高密度状态,核爆炸和强激光引爆也能产生高温高密度等离子体. 文献[2]曾考虑由电子和正离子(电量为Ze,Z为离子电荷数)构成的等离子体,从关联动力论导出等离子体状态方程,当粒子分布为双麦克斯韦分布,其温度张量和压强张量分别为