納秒激光的結(jié)論

用大面積透射光柵譜儀觀察了飛秒與納秒激光作用下鋁等離子體的發(fā)射譜，對兩種情況下等離子體的溫度、密度用線強(qiáng)度比的方法進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)在飛秒下X射線發(fā)射以K殼層為主，等離子體的溫度（500 eV），電子密度（3×1021/cm3）比納秒情況（100 eV和2×1020/cm3）下要高，顯示飛秒與納秒下不同的作用機(jī)制；對空間特性的分析，發(fā)現(xiàn)飛秒的激光等離子體的發(fā)射長度短，而且更靠近靶面。由于譜儀分辨率的限制，智能化納秒脈沖激光器價(jià)格，解譜時(shí)得到的譜線信息不完全而限制了對譜更多的重要信息的獲?。ɡ绺叻直媛使庾V和譜的時(shí)間特性）。因此需利用具有更高分辨率的譜儀，如條紋像機(jī)對飛秒與納秒激光下的等離子體的特性做更深入的研究。

激光器的種類和用途

激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。紅寶石激光：起初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵(lì)，所產(chǎn)生的激光是“脈沖激光”，而非連續(xù)穩(wěn)定的光束。這種激光器產(chǎn)生的光束質(zhì)量和我們現(xiàn)在使用的激光二極管產(chǎn)生的激光有本質(zhì)的區(qū)別。這種僅僅持續(xù)幾納秒的強(qiáng)光發(fā)射非常適合捉容易移動(dòng)的物體，例如拍攝全息的人物肖像畫，副激光肖像在1967年誕生。紅寶石激光器需要昂貴的紅寶石而且只能產(chǎn)生短暫的脈沖光。這是臺(tái)氣體激光器，這種激光器是全息攝影師常用的裝備。兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、產(chǎn)生連續(xù)激光輸出；2、不需要閃光燈泡進(jìn)行光激勵(lì)，而用電激勵(lì)氣體。激光二極管：激光二極管是當(dāng)前為常用的激光器之一，納秒脈沖激光器價(jià)格，在二極管的PN結(jié)兩側(cè)電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時(shí)，一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵(lì)二者復(fù)合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會(huì)形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時(shí)，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光。激光二極管的發(fā)明讓激光應(yīng)用可以迅速普及，各類信息掃描、光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，納秒脈沖激光器，各類應(yīng)用正在不斷被開發(fā)和普及。

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激光介紹

隨著激光器件的發(fā)展，飛秒強(qiáng)激光的產(chǎn)生、超短強(qiáng)激光與物質(zhì)的相互作用已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。強(qiáng)激光與物質(zhì)（固體、分子、原子、團(tuán)簇）作用過程中，等離子體的動(dòng)力學(xué)特性，如溫度、密度分布及其均勻性直接影響了X射線的發(fā)射特性、產(chǎn)生的X射線激光的增益高低及X射線的傳輸特性[1，2]，納秒脈沖激光器代理，因而利用X射線譜來獲取等離子體的溫度、密度等重要參數(shù)，有助于我們對激光與物質(zhì)相互作用機(jī)制和過程的認(rèn)識(shí)和理解。國內(nèi)P. X. Lu，王曉方等用條紋相機(jī)對納秒光與各種固體靶進(jìn)行了比較細(xì)致的研究[3，4]，但是在飛秒的激光脈沖條件下，激光與物質(zhì)的作用過程很快，很強(qiáng)激光能迅速地消融固體靶面，等離子體膨脹和擴(kuò)散時(shí)間變得很小或可以忽略不計(jì)，等離子體的尺度在百分之一到十分之一個(gè)激光波長的范圍，從而激光能量可以直接沉積在固體表面上，產(chǎn)生大梯度的具有極高乃至近似固體密度的等離子體，其動(dòng)力學(xué)過程及原子與離子的狀態(tài)和時(shí)空特性與納秒情況下完全不同。因此對飛秒的激光下等離子體的特性，特別是時(shí)間與空間特性方面的研究具有重要的意義，飛秒與納秒激光與物質(zhì)作用的比較研究也有利于對其相互作用機(jī)理的理解。本文報(bào)道了利用具有空間分辨能力的大面積透射光柵軟X射線譜儀對鋁等離子體在0.5～11 nm的發(fā)射光譜進(jìn)行的研究，并用線強(qiáng)度比的方法對納秒與飛秒的激光打鋁靶產(chǎn)生的等離子體的溫度、密度特性進(jìn)行了診斷，對其空間特性也做了簡單的比較。

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