原子团簇对飞秒激光的吸收！

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1、第%"卷第;期$""!年;月物理学报0+2N，$""!!"""A;$5"／$""!／%"（";）／"3%6A"%*9D*/,JE89*E8K89*"$""!9NO&-/NCG-EL2-###############################################################原子团簇对飞秒激光的吸收!林景全张杰李英骏陈黎明吕铁铮滕浩（中国科学院物理研究所光物理开放实验室，北京!"""#"）（$"""年%月$%日收到；$"""年#月$!日收到修改稿）使用#""&’飞秒脉冲激光研究

2、了()，*+，,)等原子团簇对激光的吸收-实验结果表明，脉冲阀门的工作压力、所使用的气体种类等因素对团簇的尺寸及团簇对激光的吸收影响很大-在阀门工作压力为$".!"%/0、激光功率密度为!.!"!%1／2’$的条件下，()团簇对激光的吸收高达3%4-激光预脉冲的存在会降低原子团簇对激光能量的吸收-离子能量测量结果表明，团簇对激光的高效吸收导致较高离子温度等离子体的生成-关键词：原子团簇，飞秒激光，能量吸收效率，高能离子!"##：;73"米尺度等离子体的外部为真空，不会通过热传导损!引言失能量，这样，团簇对激光的高效吸收及向周围环境的较小

3、热损失，使产生的等离子体较固体靶时包含近几年来，随着超短脉冲激光技术的发展，高强更多高电离阶及能量的离子-最近，在超短脉冲激光度激光与物质的相互作用已成为非常活跃的研究领与原子团簇相互作用过程中激光能量的吸收，电子、域，研究等离子体靶对激光能量的吸收是其中的一高能离子的产生及软(射线辐射等方面的研究尤个较为重要的方面［!］-一般而言，单原子组成的气为关注-实验上已观察到了=)<电子、>)<离子、体靶，其原子密度不高，对激光的能量吸收较弱（通［;—%］，并在强激光辐照=)<能量范围的(射线辐射常小于%4），激光与单原子气体靶相互作用后形成

4、氘团簇实验中测量到了一定产额中子［7］-因此，开的等离子体温度低（小于!"")<）-固体靶对激光的展超短脉冲激光与原子团簇相互作用的研究，对于吸收效率虽然较高（可达#"4以上），但吸收的相当无碎屑高能量转换效率软(射线源的研制、内壳层一部分能量通过热传导传给冷的靶体，同时还通过粒子数反转机制(射线激光及台式高效中子源的流体力学膨胀等过程消耗掉一部分热量，因此，生成实现等方面研究有着重要的意义-等离子体的温度通常小于!=)<-团簇作为介于气本文研究了()等几种原子团簇对飞秒激光的体、液体和固体之间的一种特殊的物质态，超强激光能量吸收效率，

5、在此过程中，测量到了由原子团簇爆与其相互作用时产生的等离子体可望区别于与气体炸所产生的高能离子-和固体相互作用时的情况-惰性气体原子团簇的产生主要通过脉冲阀门来实现-惰性气体原子通过脉$实验冲阀门的细小喷嘴喷入真空中，气体经过绝热膨胀过程，其随机热能转化为径向的定向动能，导致气体实验是在中国科学院物理研究所?@0&+0AB0C!的内部温度下降，当阀门内气体的压力达到一定值DE*型钛宝石飞秒激光装置上进行的-该激光器由时，喷出的气体会变得过饱和，形成一定尺寸的、由飞秒振荡器、脉冲展宽器、再生放大器及脉冲压缩器范德瓦耳斯力维系的原子团簇［$

6、］-原子团簇在超短等几部分组成-激光脉宽为!%"FG，单脉冲输出能量脉冲激光作用下表现出自己独特的性质，它与单原为%’H，中心波长为#""&’，重复频率为!",I-实子气体相比，有高的激光吸收效率，产生的等离子体验中把用来产生原子团簇的脉冲阀门放在真空靶室具有高得多的温度；与固体靶比较，由团簇形成的纳内，脉冲阀门的喷口直径为"-#’’，气体脉冲宽度"国家自然科学基金（批准号：!5#$%!!"，!5563"63和7""6#""#）和国家高科技惯性约束聚变（89:）基金资助的课题-7’$物理学报’"卷为!""，阀门的内部工作压力最高可达$"

7、%比得到*实验中为了研究激光预脉冲对团簇吸收激!#&"’()*采用!／+透镜对激光束进行聚焦，焦点处的光的影响，选取预脉冲的能量为主脉冲的&"5，主0激光峰值功率为&%&"&’,／-.!*焦点位于气体喷预脉冲的间隔为’"6#*另外，为了研究不同入射激嘴下方约&..处*采用/012$型激光能量计对激光功率密度条件下团簇对激光的吸收，我们利用可光能量进行测量，能量计的探头对准入射激光*为了变光阑来改变入射到团族表面上的激光能量*实验去掉杂散光对测量结果带来的影响，在能量计的探中采用法拉第筒对团簇爆炸后产生的离子进行收头前装有中心波长为$""

8、3.的干涉滤光片*由于打集，利用飞行时间法对离子的能量进行测量*法拉第靶形成的等离子体对入射激光具有折射效应，为了筒距激光焦点为!"-.，其轴线与激光夹角为7’8*使折射的激光也能被能量计收集到，在激光焦点