激光-等离子体相互作用中电磁孤立子研究进展
摘要：激光-等离子体相互作用产生电磁孤立子是等离子体中重要的非线性现象之一。介绍了激光-等离子体中电磁孤立子研究的过程,比较详细地叙述了国内外数值模拟研究取得的一些研究成果,重点介绍了近几年在Rutherford Appleton实验室进行的实验研究进展情况。最后对于激光-等离子体相互作用中电磁孤立子的研究进行了总结和评述,并指出进一步研究需要解决的重要问题。2.5 keV能点多层膜KB显微镜成像性能
摘要：研究了Kirkpatrick-Baez（KB）显微镜成像系统的结构设计、元件制备。通过分析掠入射角、放大倍数和反射镜曲率半径对成像系统调制传递函数（MTF）的影响,确定了KB显微镜系统的初始结构参数,实现了2.5 keV能点多层膜KB显微镜的设计、制备以及装调,在神光Ⅱ强激光装置上完成了像质标定实验。结果表明：2.5 keV能点多层膜KB显微镜在100μm视场内观测周期为20μm平面调制靶时的MTF高于0.6,与OMEGA装置同类型KB系统的空间分辨能力相当,明显优于现有的针孔相机和点投影成像技术。该显微镜与条纹相机配合,已成功实现对短扰动波长平面调制靶烧蚀演化行为的动态诊断。不同线宽结构杂散光Kirk模型分析
摘要：采用Kirk测量法的杂散光模型研究了杂散光在不同线宽结构上杂散光的光强变化,通过图像对比度分析了杂散光对不同线宽结构的影响。基于Matlab软件仿真分析表明：线宽一定时,线条越稀疏,图像对比度越低,杂散光对成像图形分辨力的影响越大;线条线间比一定时,线宽尺寸越小,图像对比度越低,杂散光对成像图形分辨力的影响也越大。所以杂散光对线宽较小并且线条稀疏空间结构所成的图形造成的影响较大。漫透射屏对光束光强分布的影响规律
摘要：从朗伯余弦定律出发,理论推导了漫透射屏后接收面上任意点光强与入射光强的关系。结合漫透射屏在功率监测仪中的应用,通过数值仿真计算,理论上概括了单层和多层漫透射屏对入射光束光强分布的影响规律。数值计算表明：当入射光束半径、漫透射屏与接收屏的距离满足二者之比小于或等于0.3时,入射光束的光强分布、光束口径对接收面上光强归一化分布的影响可以忽略,且接收面上光强的归一化分布主要取决于漫透射屏与接收屏的距离,而与多层漫透射屏的排列方式、层数等参数基本无关,此结论得到了实验的证明。低原子序数材料窄带多层膜的研制
摘要：为研制极紫外波段窄带多层膜反射镜,采用低原子序数材料组合设计了30.4 nm波长处Mg/SiC,Si/SiC,Si/B4C和Si/C多层膜反射镜,并与极紫外波段传统的Mo/Si多层膜反射镜进行对比。采用直流磁控溅射技术制备了这些多层膜,在国家同步辐射实验室辐射与计量光束线完成了多层膜反射率测量,测量结果表明：Mg/SiC多层膜的带宽最小,为1.44 nm,且反射率最高,为44%;而Mo/Si多层膜的反射率仅为24%,带宽为3.11 nm。实验结果证明了采用低原子序数材料组成的多层膜的带宽要比常规多层膜窄,该方法可以应用于极紫外波段高分辨研究。折衍混合光学系统超宽温消热差设计
摘要：利用折衍混合结构设计了超宽温范围内的光学被动式消热差Petzval物镜,系统工作波段为3.2～4.5μm,视场角为8.42°,焦距为95 mm,后工作距为60.5 mm。使用锗和硅两种材料,引入了2个非球面和1个衍射面,实现了消热差和结构简单轻量化,该系统在-80～200℃范围内,调制传递函数（MTF）优于0.7,接近衍射极限,成像质量良好,该系统适用于像元尺寸为35μm、像元数320×240的非制冷红外焦平面阵列探测器。激光冲击波对5B05铝合金表面应力状态的调整
摘要：采用X射线衍射仪分别对光斑中心及其边界点冲击前后3个方向上的残余应力进行测量。根据主应力及其方向角的计算公式,计算出了各测试点冲击前后的主应力值和主应力方向角,分析了其分布特性。结果表明,激光冲击波不仅能调整5B05铝合金表面残余主应力值,还能调整其方向。最大主应力增幅最大点与最小主应力增幅最大点并不在同一点上。5B05铝合金经激光冲击波作用后,表面应力状态得到了改善,应力分布变得分散,应力域变大。基于整形光路的低阶像差校正方法
摘要：为满足激光束对远处目标辐照强度的要求,减小热效应对输出光束性能的影响,提出了一种基于整形光路的高能激光低阶像差校正方法。该方法根据波前探测器测到的光束波前畸变,利用激光器整形光路固有的光学元件和调整机构,通过高精密电动平移台和快反镜的快速动作,动态调整各镜片的间距,实时校正激光束的低阶像差,使输出光束恢复至平行出射,从而显著减小激光束的热漂移和热畸变,有效避免了长时间出光时光束的持续发散,极大改善了输出光束性能。试验结果表明,该方法具有校正量大、控制方便、结构紧凑等优点,能够很好地改善激光器输出光束质量,显著提高激光束远场作用效果。半径随机的圆孔波纹锯齿光阑的衍射特性
摘要：研究了半径随角度的变化而随机变化的圆孔波纹锯齿光阑的衍射特性,提出并证明半径随机的圆孔纹波锯齿光阑能改善光束的近场分布和抑制光束中央部分的衍射调制。给出了衍射光轴上和横截面内光强分布的模拟计算结果,通过计算结果可以看出：通过半径随机圆孔波纹锯齿光阑后,衍射光横截面内填充因子比经过调幅型波纹锯齿光阑后的填充因子高,调制强度比经过调幅型波纹锯齿光阑低,并且半径随机锯齿光阑能在较大的空间范围内抑制轴上光强的衍射调制,其可抑制的最远空间距离可达0.15 m。熔石英亚表面修复形貌对光场的调制
摘要：基于标量衍射理论,计算了熔石英亚表面高斯型修复形貌对于光场的调制,用Matlab对结果进行了仿真并与实验结果进行了比较。所得结果表明,二者有较好的一致性,一定尺度的高斯面型修复形貌会对光场产生调制,且调制度随光场传输位置变化,通过适当选择后续光学元件位置,可降低光场调制造成光学元件损伤的风险。干涉成像系统传递函数的数值分析（英文）
摘要：干涉仪系统传递函数能有效地表征系统相位成像的性能。通过假设干涉成像系统是复振幅的线性平移不变系统,模拟计算正弦相位光栅和相位台阶这两类标准相位物体的成像,确定干涉仪系统传递函数。数值分析结果表明：系统传递函数随着波像差的增加而减小;干涉成像系统对小幅度相位（远小于1 rad）成像是近似线性的,而对大幅度相位（大于0.5 rad）成像则是明显非线性的。当正弦相位的幅度为1时,系统传递函数在1/2和1/3截止频率处出现明显的急剧下降。高度为π/2的相位台阶成像时,系统传递函数随着空间频率的增加而缓慢地降低。分划板失调时猫眼系统的反射特性
摘要：为降低光电装备猫眼效应,减小光学窗口被激光主动侦察系统探测到的概率,对分划板失调情况下猫眼系统的反射特性进行了研究。基于几何光学与2维平面波角谱衍射理论,推导并仿真了平面波通过分划板失调猫眼系统在出射面上的衍射光场分布特性,实验验证了猫眼目标的反射特性。研究结果表明：分划板失调会导致猫眼系统出射面的回波光斑发生椭圆形变,而斜入射探测激光会使这一现象更加明显。利用这一特性对猫眼系统进行改进,会大大增加激光主动侦察系统区分形变猫眼目标和漫反射背景干扰的难度。基于mini-bar的光纤耦合实验研究
摘要：基于mini-bar的光纤耦合是一种进一步提高二极管激光器光纤耦合系统出光亮度的有效方法。本文对Osram公司的一款连续60W mini-bar的发光特性进行了实验研究,选用的mini-bar在工作电流60 A时输出功率60 W,电光转换效率最大为60%,中心波长973.7 nm,慢轴发散角为9.3°（1/e2）。分析了其慢轴准直的特性,了解慢轴准直透镜的选择原则。器件准直后的慢轴发散角为47.6 mrad。通过对光束参量积的计算了解到mini-bar的光束可以直接耦合进入600μm的光纤,并进行了单片mini-bar的耦合实验,得到准直系统与耦合透镜组的传输效率为83%～85%,光纤的耦合效率为86%～93%,整个系统的光光效率大于72%。中子半影成像的闪烁体阵列空间分辨力模拟
摘要：为了比较3种闪烁体探测器的性能,利用蒙特卡罗方法计算了不同光纤直径的闪烁体阵列的空间分辨和能量沉积。模拟结果表明：相同光纤直径的普通液体闪烁体阵列空间分辨力比塑料闪烁体阵列提高了约0.1 mm,而氘代液体闪烁体阵列空间分辨力约为普通液体闪烁体阵列的1/2;富氢闪烁体的能量沉积比氘代闪烁体高;闪烁体光纤直径越小,分辨力越好;闪烁体越厚,光产额越高。对流自组装2维胶体晶体成膜趋势和覆盖率
摘要：从自组装理论出发,分析对流自组装2维胶体晶体中空白、条纹区域出现的机理,并在实验上予以验证。通过研究得知,2维胶体晶体的自组装过程呈现空白、条纹、大面积单层、双层条纹的趋势。从胶体晶体覆盖率的角度出发研究2维胶体晶体的组装参数与质量之间的关系,结果表明：胶体晶体的总覆盖率与基片提拉速度倒数呈线性正比,和粒子体积分数呈反比例函数关系;受到多种因素的影响,大面积2维胶体晶体总是伴随着一定比例的空白区域和双层区域出现,提拉法所能获得的最大单层覆盖率为95%。光学条纹相机时间扫描性能应用
摘要：对相机全屏扫速性能进行了系统分析,发现基于相机整体的平均扫速及扫速非线性处理扫描时间的传统方法不能反映相机空间畸变现象,并且扫速非线性放大了数据处理不确定度,从而降低了相机应用价值。建立了一套基于全屏扫速及扫速不确定度的扫描时间精细处理方法,它自洽消除了相机的空间畸变和扫速非线性的系统性影响。开展了理论分析和验证实验,结果表明：精细处理方法很容易使扫描时间数据处理相对不确定度降低到1%以内,显著提高了条纹相机时间扫描精度和应用可靠性。Fe3O4/MgO（100）薄膜外场诱导电阻变化特性
摘要：采用激光分子束外延（L-MBE）方法,以MgO（100）为基底生长了Fe3O4单晶薄膜,研究了Fe3O4/MgO（100）薄膜外场（温度、磁和激光场）诱导电阻变化特性。X射线衍射（XRD）分析表明Fe3O4薄膜是沿MgO（200）晶面外延生长的单晶薄膜;反射高能电子衍射（RHEED）强度振荡曲线分析表明Fe3O4薄膜表面平整,而且生长模式为2维层状生长;原子力显微镜（AFM）分析表明Fe3O4薄膜表面粗糙度为0.201 nm,说明薄膜表面达到原子级平整度。外场作用下Fe3O4薄膜的电阻测试表明：薄膜样品的电阻在120 K（Verwey转变温度）出现一峰值,略微下降后继续增大,展现出半导体型的导电特性;在激光作用下,整个测量温度范围内薄膜样品的电阻减小,样品展示出瞬间光电导的特性;从降温曲线可以看出,Verwey转变温度由无激光作用时的120 K上升到有激光作用时的140 K;光致电阻变化率随着温度的降低而增大,这主要是由于激光作用导致电荷有序态的退局域化。等离子体削波纳秒激光脉冲波形测量
摘要：实验上采用比对方法测试了激光不经过固体与经过固体介质产生等离子体削波的脉冲波形信号,获得等离子体削波效应产生的脉冲削波倍数。实验结果表明,在波长1.064μm,脉宽1 ns,聚焦透镜焦距100 mm,薄石英片厚度100μm,约束等离子体的小孔直径80μm情况下,等离子体效应产生的脉冲削波倍数为12～14;分别改变石英片厚度和约束等离子体小孔直径,等离子体脉冲削波倍数不变;增加入射激光能量,脉冲削波倍数增加,且经过等离子体后的激光脉冲波形的后沿逐渐出现很陡的下降沿。在产生脉冲削波的截断点位置进行图形拼接重构得到激光脉冲波形信息。
