辅助气体He对毛细管放电46.9nm激光输出特性的影响研究.pdf

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1、硕士学位论文辅助气体He对毛细管放电46.9nm激光输出特性的影响研究INFLUENCEOFASSISTANTGASHeONOUTPUTCHARACTERISTICSOF46.9nmLASERPUMPEDBYCAPILLARYDISCHARGE于奇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O434.1学校代码：10213国际图书分类号：535-3密级：公开工学硕士学位论文辅助气体He对毛细管放电46.9nm激光输出特性的影响研究硕士研究生：于奇导师：赵永蓬教授申请学位：工学硕士学科、专业：物理电子学所在单位：光电子信息科学与技术系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:O434.1U.D.C:535-3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringINFLUENCEOFASSISTANTGASHeONOUTPUTCHARACTERISTICSOF46.9nmLASERPUMPEDBYCAPILLARYDISCHARGEYuQiCandidate：Supervisor：Prof.ZhaoYongpengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：Physical-ElectronicsAffiliation：Dept.ofOpto

3、-electronicsinformationScienceandTechnologyDateofDefence：June.2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要X射线激光以其脉冲瞬时功率大、单光子能量高，波长短等特点在微观领域拥有着重要作用。而在众多X射线激光泵浦方案中，毛细管放电方案凭借增益区长，能量转换效率高，结构简单体积小等优点被各国广泛应用。自从1994年第一束类氖氩46.9nm激光产生以来，许多小组都对激光光强和激光时间、空间分布进行了测量。然而对于辅助气体对

4、毛细管放电46.9nm激光影响的研究却寥寥无几。本文在增益饱和条件下从理论和实验上探究了辅助气体He对毛细管放电46.9nm激光输出特性的影响。本文在理论上采用几何光学近似方法，模拟了在不同电子密度分布情况下，46.9nm激光在等离子体柱中传播轨迹。之后分别计算了激光在不同抛物线型和不同凹陷程度的电子密度分布情况下的空间分布，并计算了电子密度分布为抛物线型和有凹陷时，增益的不同凹陷程度对激光空间分布的影响，总结了不同电子密度分布和增益分布下激光空间分布变化规律。实验上，本文首先测量了不同Ar气压对46.9nm激光光强的影响，找到了可以产生46.9nm激光的气压范围，并采用CCD测量了不同

5、Ar气压时对激光空间分布的影响，总结出激光发散角与初始Ar气压的关系。然后测量了辅助气体He对激光光强的影响，找到了激光最强时的掺He比例和光强增加比例。最后测量了辅助气体He对激光空间分布的影响。将实验结果与理论计算结果对比，分析了掺入辅助气体He对激光产生影响的可能原因。对辅助气体He对毛细管放电46.9nm激光输出特性影响的研究有助于提高激光输出，改善光束质量，这对软X射线的应用有重要意义。关键词：46.9nm激光；辅助气体He；激光强度；激光光斑-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractX-raylaserhasanirreplaceableroleinmanymicr

6、oscopicfieldsduetoitsshortwavelength,highsingle-photonenergyandlargeinstantaneouspulsepower.InmanyX-raylaserpumpingschemes,thecapillarydischargeschemehasbeenwidelyusedbyvariouscountriesduetoitsadvantageoflonggainarea,highenergyconversionefficiency,andsimplestructureandsmallsize.Since1994,whenthef

7、irstNe-likeAr46.9nmlaserwasproduced,manygroupshaveexploredthelasertimeandspatialdistribution.However,therearefewstudiesontheeffectofassistantgaseson46.9nmlaserpumpedbycapillarydischarge.Inthispaper,undertheconditionofg