软x射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布

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1、第’!卷第6期"$$"年6月物理学报7FG1’!，EF16，@(HIG，"$$"!$$$*#"&$="$$"=’（!$6）=$%65*$’@/A@B0CD9/@D9E9/@#"$$"/JI,1BJK)1DF31"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""软!射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布!!）!）!）!）!）!）!）!）王琛顾援傅思祖吴江王伟孙玉琴董佳钦孙今人!）!）!）!）"）#）"）!）王瑞荣倪元龙万炳根周关林黄关龙张国平林尊琪王世绩!（）上海激

2、光等离子体研究所高功率激光物理国家实验室，上海"$!%$$）"（）中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室，上海"$!%$$）#（）北京应用物理与计算数学研究所，北京%$$&信箱，北京!$$$%%）（"$$!年"月"’日收到；"$$!年%月’日收到修改稿）利用脉宽约为’$()的类镍*银!#+&,-软.射线激光作为探针，探测由脉宽%$()的驱动激光打/%0%靶产生的等离子体在!,)后的电子密度分布信息，获得了清晰的莫尔条纹图像1对结果的处理，给出了峰值电子密度为!+!"!4#，并对在靶面附近莫尔条纹的消失现象作了初步解释12!$

3、3-关键词：软.射线激光探针，莫尔条纹，等离子体电子密度"#$$：’"5$，6"’’7!="!;（!4!<=!3），（!）!+引言式中为等离子体的介质折射率；!，!分别为电!<3子密度和对应驱动激光的临界电子密度1通过探针等离子体的应用研究已经发展成为当前一个重方法测量介质的折射率，便可以获得相应的等离子要而又活跃的研究领域，与之密切相关的等离子体体电子密度信息1探针偏折法的实质是通过测量探状态诊断研究也显得非常重要1目前已经发展了一针穿过介质后，光束指向的偏折来获得折射率信息；［!］系列等离子体诊断方法：如光谱学方法、散射方［!#］而莫尔条

4、纹对微弱的光束偏折有放大作用，能够［"］［#—5］法，探针方法等1各种方法适用于不同的条精确地测量光束的偏折角度，因此可以配合偏折法件，对于惯性约束聚变（9/:）、.射线激光等前沿学进行等离子体电子密度的测量1为此，专门研制了用科领域感兴趣的大尺度稠密激光等离子体，使用.［’］于.射线激光探针偏折法使用的莫尔偏折仪1本射线激光探针方法是最直接和有效的1文中，描述了利用莫尔偏折仪进行偏折法测量激光.射线激光具有波长短、亮度高、相干性好的特［%］等离子体电子密度的实验、结果以及相关讨论1点，因此自从首次实验演示以来，就受到了广泛的［&—!"］重视

5、和研究1.射线激光波长很短，作为探针可以穿越到等离子体对应的驱动激光临界密度面附"+实验条件与结果近，因此非常适合于大尺度稠密等离子体，特别是激光等离子体的诊断1这些等离子体临界面附近的实实验布局如图!所示1利用神光!装置的两路验数据可以有效地校对理论模型和计算程序，对相脉冲宽度约为%$()，能量约为%$>，波长为!+$’#"-关学科领域的研究具有重大意义1同普通探针方法的预*主脉冲激光驱动双靶对接产生的类镍*银饱和［#］.射线激光作为探针进行实验1其中驱动激光预脉类似，.射线激光探针方法也可以分为相干法，偏［6，’］［8］折法和阴影法等1冲

6、强度约为主脉冲的6?，时间提前约为#,)1实验等离子体中，介质折射率与电子密度的关系为获得了饱和的!#+&,-软.射线激光，其典型参量!国家自然科学基金（批准号：8&&%&%$!）和国家高技术研究发展计划（批准号：%8#*6!$*#*#）资助的课题1.3.物理学报#1卷为发散角约为!"#$%&’，脉冲宽度约为#()*，输出能清晰，可以作为初始靶面位置,从图!中可以清晰地量大于!#(，非常适合用作探针光束,待诊断等离看出，正是由于待测等离子体扰动的引入，使得直且!+子体通过另一路驱动激光打聚对苯乙烯（-./.）平面平行的静态莫尔条纹转变成为在靶

7、面附近略微弯曲靶产生，其预0主脉冲参量与前两路激光相同，只是的动态莫尔条纹，其中条纹的弯曲变化包含了待测能量较低，约为!(+,这一路激光用非球面透镜聚焦等离子体的相关信息,成直径约为#((的光斑，靶面辐照光强约为12!$136!1(45$,待测等离子体距离7射线激光输出端约为#8($$，调整相关驱动激光光程，使得7射线激光探针在驱动待测等离子体的激光主脉冲结束后约为19*时穿过,利用曲率半径为:(($$的球面;<=>?多层膜成像镜和平面;<=>?多层膜反射镜对待测等离子体进行成像，放大约@"3倍,为了降低待测等离子体自发辐射的影响，在成像镜的

8、后焦点附近放置通光口径为为#$$21"#$$的水平光阑，以保证偏折.$%&’以内的探针光自由通过,莫尔偏折仪由两块口径约为"1($$的A<95B?光栅构成，光栅的刻