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| 編輯推薦： |
（1）对高能密度物理研究，特别是理解飞秒激光与物质相互作用的诊断有参考价值。
（2）国家８６３计划支持项目、国家重点研发计划支持项目
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| 內容簡介： |
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本书从理论到实验逐步进行深入分析，静态实验分析与动态实验分析结合，在我国星光III装置上进行了有效实验。 本书在强激光与物质相互作用基本理论研究的基础上，利用PIC程序模拟了激光驱动不同密度材料靶产生的超热电子温度，然后通过优化靶结构、密度、比表面积等参数，开展了强激光驱动普通平面靶和多种纳米结构靶产生X射线光源的对比实验研究，目的是探索提高X射线产额及光源品质的技术途径，从而为诊断材料微介观动态响应特性提供品质更优的探针光源。 本书可作为强激光驱动科研人员、工程技术人员的参考用书，对理解飞秒激光与物质相互作用的诊断有参考价值
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| 目錄：
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1.1高能量密度物理研究对强激光技术提出的新需求1
1.2材料动态微介观诊断研究3
1.3强激光驱动的超短脉冲X射线辐射6
1.4研究问题及章节安排25
第2章强激光与物质相互作用机制27
2.1强场物理概述27
2.2激光等离子体相互作用的流体力学描述29
2.3强激光在等离子体中的吸收31
2.4固体靶内部的静电场和静磁场33
2.5K辐射机理35
2.6数值模拟38
第3章激光装置及主要诊断设备的介绍42
3.1引言42
3.2超短脉冲激光装置、靶室条件及参数42
3.3主要诊断系统49
3.4小结58
第4章纳米靶制备及FESEM表征分析59
4.1引言59
4.2场发射扫描电子显微镜FESEM59
4.3纳米靶的研制及检测62
第5章诊断方案研究71
5.1引言71
5.2X射线弯晶谱仪诊断X射线光谱方案71
5.3刃边测试微焦点方案73
5.4TW激光驱动X射线成像实验76
第6章实验研究80
6.1引言80
6.2实验布局及预备工作80
6.3实验结果87
6.4小结108
第7章靶回收分析109
7.1材料金相显微镜109
7.2回收样品扫描结果110
7.3材料冲击加载研究现状112
7.4超景深显微成像研究116
第8章总结与展望126
8.1总结126
8.2展望128
附录A主要符号及缩写130
参考文献131
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| 內容試閱：
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本书在强激光与物质相互作用基本理论研究的基础上，利用PIC程序模拟了激光驱动不同密度的材料靶产生的超热电子温度，然后通过优化靶结构、密度、比表面积等参数，开展了强激光驱动普通平面靶和多种纳米结构靶产生X射线光源的对比实验研究，目的是探索提高X射线产额及光源品质的技术途径，从而为诊断材料微介观动态响应特性提供品质更优的探针光源。
实验在中国工程物理研究院激光聚变研究中心的SILEX激光装置上进行，在激光波长为807 nm、脉冲为30 fs、功率密度为1.2~4.61018 Wcm2的实验条件下，分别开展了平面Cu靶、多孔Cu靶、多孔Au靶、颗粒Cu靶、纳米须Cu靶的激光打靶实验，采用多种联合诊断方案，表征了不同靶材料产生的X射线的辐射特性，得到了以下结果：
1 利用磁谱仪测量了激光与固体靶相互作用产生的超热电子的能谱，并计算了超热电子的温度，结果表明在本次实验中电子共振吸收加热机制占主导作用。
2 利用16 bit单光子X射线CCD获得了激光驱动各种纳米结构靶产生的K线光子产额，推算了激光X射线的转换效率，结果表明K线产额及转换效率随着激光强度的增加而增加，其中纳米须Cu靶的K线产额及转换效率最高，产额达到3.6108光子Sr，转换效率达到3.910-5。各纳米Cu靶的K线平均产额及转换效率均高于平面Cu靶，其中多孔Cu靶的平均转换效率约为平面Cu靶的1.8倍。
3 利用16 bit单光子X射线CCD诊断了激光驱动不同结构的Cu靶产生的K线的光谱特征，结果显示不同功率密度的激光驱动不同结构的Cu靶产生的K线的半峰全宽FWHM基本相近，并不改变谱分辨率。此外，单光子X射线CCD还获得了多孔Au靶的L1线L3M1，具有较宽的半峰全宽。
4 利用小孔和刃边两种方法同时诊断了激光驱动不同类型的靶材产生的X射线焦斑，结果显示焦斑的尺寸随着激光能量的增加而增大。小孔法获取的横向焦斑的范围为49~118 m，平均范围为76 m；而刃边法获取的X射线焦斑的范围为40~86 m，平均范围为54 m。其中多孔Cu靶产生的焦斑最小，为40 m。
5 利用激光驱动平面Cu靶、多孔Cu靶、颗粒Cu靶产生的X射线对400目Ni网格进行成像，获得了空间分辨率为35.3 m的图像。此外，利用激光驱动多孔Au靶、纳米须Cu靶对分辨率为9 LPmm的片板进行成像，得到了空间分辨率为55.6 m的图像。
另外，在TW激光装置中，利用功率密度为4.41018 Wcm2、频率为10 Hz的激光连续驱动Cu圆盘靶，采用刃边诊断方法首次获得TW激光装置X射线焦斑，其范围达到了43 m；同时对400目Ni网格进行成像，获得了空间分辨率为34 m的图像。
作者
2019年2月
前言激光驱动纳米靶产生X射线的特性研究
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