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毛细管放电类氖氩46.9nm激光增益饱和输出研究

杨松涛  
【摘要】: 毛细管放电软X射线激光是一种小型、台式激光方案,具有很高的研究价值与很强的实用性,具有广阔的应用前景。本论文讨论了使用35cm长毛细管放电类氖氩46.9nm激光输出的实验,测量了激光增益,实现了增益饱和,并对激光波长和束散角进行了测量。 理论上,介绍了目前产生X射线激光的主要物理机制,并详细介绍了基于电子碰撞机制的毛细管放电的物理过程,即Z箍缩过程。利用雪耙模型讨论了气压对等离子体箍缩过程的影响。装置的方面,介绍了毛细管放电装置的各个主要部分的原理与特性,以及对预脉冲放电方案进行改进,使装置能够稳定运行。 实验研究方面,顺利实现了预脉冲的导通,获得了35cm毛细管激光输出,在35cm长的毛细管中寻找产生激光的最佳气压范围。使用XRD进行35cm长毛细管进行增益测量实验,对实验结果进行分析,初步测量了35cm长毛细管输出激光增益系数。使用专门为软X射线谱区设计的罗兰圆谱仪对激光的波长进行了测量,获得了精确的激光谱线。用谱仪实现了激光增益的测量,测量增益系数为0.52cm-1,增益长度积为17.16,实现了激光的增益饱和输出,验证了实现增益饱和的方法。在实现激光的增益饱和输出之后,对激光的特性进行了测量,测量了激光的水平方向束散角3.9mrad、垂直方向束散角4.0mrad。 本文的内容是理论与实验研究相结合,探讨了用35cm长毛细管实现增益饱和的原理、方法及过程,实现了激光的增益饱和输出,为以后进行应用性研究打下了坚实的基础。


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