原子團(tuán)簇對飛秒激光的吸收！

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1、第%"卷第;期$""!年;月物理學(xué)報(bào)0+2N，$""!!"""A;$5"／$""!／%"（";）／"3%6A"%*9D*/,JE89*E8K89*"$""!9NO&-/NCG-EL2-###############################################################原子團(tuán)簇對飛秒激光的吸收!林景全張杰李英駿陳黎明呂鐵錚滕浩（中國科學(xué)院物理研究所光物理開放實(shí)驗(yàn)室，北京!"""#"）（$"""年%月$%日收到；$"""年#月$!日收到修改稿）使用#""&’飛秒脈沖激光研究

2、了()，*+，,)等原子團(tuán)簇對激光的吸收-實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脈沖閥門的工作壓力、所使用的氣體種類等因素對團(tuán)簇的尺寸及團(tuán)簇對激光的吸收影響很大-在閥門工作壓力為$".!"%/0、激光功率密度為!.!"!%1／2’$的條件下，()團(tuán)簇對激光的吸收高達(dá)3%4-激光預(yù)脈沖的存在會(huì)降低原子團(tuán)簇對激光能量的吸收-離子能量測量結(jié)果表明，團(tuán)簇對激光的高效吸收導(dǎo)致較高離子溫度等離子體的生成-關(guān)鍵詞：原子團(tuán)簇，飛秒激光，能量吸收效率，高能離子!"##：;73"米尺度等離子體的外部為真空，不會(huì)通過熱傳導(dǎo)損!引言失能量，這樣，團(tuán)簇對激光的高效吸收及向周圍環(huán)境的較小

3、熱損失，使產(chǎn)生的等離子體較固體靶時(shí)包含近幾年來，隨著超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)更多高電離階及能量的離子-最近，在超短脈沖激光度激光與物質(zhì)的相互作用已成為非?；钴S的研究領(lǐng)與原子團(tuán)簇相互作用過程中激光能量的吸收，電子、域，研究等離子體靶對激光能量的吸收是其中的一高能離子的產(chǎn)生及軟(射線輻射等方面的研究尤個(gè)較為重要的方面［!］-一般而言，單原子組成的氣為關(guān)注-實(shí)驗(yàn)上已觀察到了=)<電子、>)<離子、體靶，其原子密度不高，對激光的能量吸收較弱（通［;—%］，并在強(qiáng)激光輻照=)<能量范圍的(射線輻射常小于%4），激光與單原子氣體靶相互作用后形成

4、氘團(tuán)簇實(shí)驗(yàn)中測量到了一定產(chǎn)額中子［7］-因此，開的等離子體溫度低（小于!"")<）-固體靶對激光的展超短脈沖激光與原子團(tuán)簇相互作用的研究，對于吸收效率雖然較高（可達(dá)#"4以上），但吸收的相當(dāng)無碎屑高能量轉(zhuǎn)換效率軟(射線源的研制、內(nèi)殼層一部分能量通過熱傳導(dǎo)傳給冷的靶體，同時(shí)還通過粒子數(shù)反轉(zhuǎn)機(jī)制(射線激光及臺(tái)式高效中子源的流體力學(xué)膨脹等過程消耗掉一部分熱量，因此，生成實(shí)現(xiàn)等方面研究有著重要的意義-等離子體的溫度通常小于!=)<-團(tuán)簇作為介于氣本文研究了()等幾種原子團(tuán)簇對飛秒激光的體、液體和固體之間的一種特殊的物質(zhì)態(tài)，超強(qiáng)激光能量吸收效率，

5、在此過程中，測量到了由原子團(tuán)簇爆與其相互作用時(shí)產(chǎn)生的等離子體可望區(qū)別于與氣體炸所產(chǎn)生的高能離子-和固體相互作用時(shí)的情況-惰性氣體原子團(tuán)簇的產(chǎn)生主要通過脈沖閥門來實(shí)現(xiàn)-惰性氣體原子通過脈$實(shí)驗(yàn)沖閥門的細(xì)小噴嘴噴入真空中，氣體經(jīng)過絕熱膨脹過程，其隨機(jī)熱能轉(zhuǎn)化為徑向的定向動(dòng)能，導(dǎo)致氣體實(shí)驗(yàn)是在中國科學(xué)院物理研究所?@0&+0AB0C!的內(nèi)部溫度下降，當(dāng)閥門內(nèi)氣體的壓力達(dá)到一定值DE*型鈦寶石飛秒激光裝置上進(jìn)行的-該激光器由時(shí)，噴出的氣體會(huì)變得過飽和，形成一定尺寸的、由飛秒振蕩器、脈沖展寬器、再生放大器及脈沖壓縮器范德瓦耳斯力維系的原子團(tuán)簇［$

6、］-原子團(tuán)簇在超短等幾部分組成-激光脈寬為!%"FG，單脈沖輸出能量脈沖激光作用下表現(xiàn)出自己獨(dú)特的性質(zhì)，它與單原為%’H，中心波長為#""&’，重復(fù)頻率為!",I-實(shí)子氣體相比，有高的激光吸收效率，產(chǎn)生的等離子體驗(yàn)中把用來產(chǎn)生原子團(tuán)簇的脈沖閥門放在真空靶室具有高得多的溫度；與固體靶比較，由團(tuán)簇形成的納內(nèi)，脈沖閥門的噴口直徑為"-#’’，氣體脈沖寬度"國家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號(hào)：!5#$%!!"，!5563"63和7""6#""#）和國家高科技慣性約束聚變（89:）基金資助的課題-7’$物理學(xué)報(bào)’"卷為!""，閥門的內(nèi)部工作壓力最高可達(dá)$"

7、%比得到*實(shí)驗(yàn)中為了研究激光預(yù)脈沖對團(tuán)簇吸收激!#&"’()*采用!／+透鏡對激光束進(jìn)行聚焦，焦點(diǎn)處的光的影響，選取預(yù)脈沖的能量為主脈沖的&"5，主0激光峰值功率為&%&"&’,／-.!*焦點(diǎn)位于氣體噴預(yù)脈沖的間隔為’"6#*另外，為了研究不同入射激嘴下方約&..處*采用/012$型激光能量計(jì)對激光功率密度條件下團(tuán)簇對激光的吸收，我們利用可光能量進(jìn)行測量，能量計(jì)的探頭對準(zhǔn)入射激光*為了變光闌來改變?nèi)肷涞綀F(tuán)族表面上的激光能量*實(shí)驗(yàn)去掉雜散光對測量結(jié)果帶來的影響，在能量計(jì)的探中采用法拉第筒對團(tuán)簇爆炸后產(chǎn)生的離子進(jìn)行收頭前裝有中心波長為$""

8、3.的干涉濾光片*由于打集，利用飛行時(shí)間法對離子的能量進(jìn)行測量*法拉第靶形成的等離子體對入射激光具有折射效應(yīng)，為了筒距激光焦點(diǎn)為!"-.，其軸線與激光夾角為7’8*使折射的激光也能被能量計(jì)收集到，在激光焦點(diǎn)