《46.9nm激光稳定性研究及预电离等离子体状态诊断（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《46.9nm激光稳定性研究及预电离等离子体状态诊断（学位论文-工学）（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硕 士 学 位 论 文46.9nm 激 光 稳 定 性 研 究 及 预 电 离 等 离 子 体 状态 诊 断STUDY ON THE STABILITY OF 46.9NM LASEROUTPUT AND DIAGNOSIS OF PREIONIZEDPLASMA STATE姜 杉2010 年 6 月国 内 图 书 分 类 号 ： O434.1 学 校 代 码 ： 10213国 际 图 书 分 类 号 ： 535-3 密 级 ： 公 开工 学 硕 士 学 位 论 文46.9nm 激 光 稳 定 性 研 究 及 预 电 离 等 离 子 体 状态 诊 断硕 士 研 究 生 ： 姜 杉导 师 ： 赵
2、 永 蓬 教 授申 请 学 位 ： 工 学 硕 士学 科 、 专 业 ： 物 理 电 子 学所 在 单 位 ： 光 电 子 信 息 科 学 与 技 术 系答 辩 日 期 ： 2010 年 7 月授 予 学 位 单 位 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学-2-Classified Index: O434.1U.D.C: 535-3Dissertation for the Master Degree in EngineeringSTUDY ON THE STABILITY OF 46.9NM LASEROUTPUT AND DIAGNOSIS OF PREIONIZEDPLASMA STATECand
3、idate： Jiang ShanSupervisor： Prof.ZhaoYongpengAcademic Degree Applied for： Master of EngineeringSpeciality： Physical-ElectronicsAffiliation： Dept. of Opto-electronics informationScience and TechnologyDate of Defence： June, 2010Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology-3-哈 尔 滨 工 业
4、 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文摘 要毛 细 管 放 电 软 X 射 线 激 光 是 一 种 小 型 化 方 案 。 由 于 其 在 各 领 域 的 应 用 前 景 ，国 际 上 各 课 题 组 对 软 X 射 线 激 光 展 开 了 研 究 。 本 论 文 研 究 了 预 脉 冲 幅 值 及 预 主脉 冲 延 时 、 主 脉 冲 幅 值 以 及 初 始 Ar 气 压 等 实 验 参 数 对 毛 细 管 放 电 类 氖 氩 46.9nm软 X 射 线 激 光 输 出 稳 定 性 的 影 响 。 并 对 预 脉 冲 放 电 产 生 的 初 始 等 离 子 体 的 电 子温 度 进 行 了
5、 诊 断 ， 分 析 了 初 始 等 离 子 体 状 态 对 激 光 的 影 响 。理 论 方 面 介 绍 了 毛 细 管 放 电 软 X 射 线 激 光 的 电 子 碰 撞 泵 浦 机 制 ， 以 及 类 氖氩 3p-3s 粒 子 数 反 转 的 形 成 。 利 用 雪 耙 模 型 对 Z 箍 缩 过 程 进 行 了 数 值 计 算 ， 根 据模 拟 结 果 和 实 验 结 果 的 对 比 ， 分 析 了 Z 箍 缩 过 程 对 激 光 脉 宽 产 生 的 影 响 。为 了 提 高 预 主 脉 冲 延 时 时 间 的 稳 定 性 ，从 而 提 高 46.9nm 激 光 输 出 的 稳 定 性
6、 ，重 新 设 计 并 制 作 了 预 主 脉 冲 延 时 电 路 。 首 先 对 原 延 时 电 路 进 行 了 分 析 ， 并 根 据 原延 时 电 路 的 优 缺 点 设 计 并 制 作 了 新 延 时 电 路 。 实 验 证 明 ， 相 对 于 原 延 时 电 路 ， 新延 时 电 路 的 可 靠 性 有 了 很 大 提 高 ， 延 时 时 间 误 差 明 显 减 小 ， 激 光 输 出 稳 定 性 也 有了 很 大 提 高 。在 提 高 了 预 主 脉 冲 延 时 稳 定 性 的 基 础 上 ，针 对 前 面 实 验 中 激 光 输 出 较 稳 定 区域 的 实 验 条 件 ， 进
7、行 了 预 主 脉 冲 延 时 、 主 脉 冲 幅 值 、 初 始 Ar 气 压 等 实 验 条 件 与激 光 稳 定 性 之 间 关 系 的 实 验 。 通 过 对 实 验 结 果 的 分 析 ， 得 到 了 激 光 输 出 幅 值 最 稳定 的 实 验 条 件 。利 用 等 离 子 体 光 谱 诊 断 技 术 对 预 电 离 等 离 子 体 的 电 子 温 度 进 行 了 测 量 ，通 过与 毛 细 管 放 电 激 光 输 出 幅 值 的 实 验 结 果 进 行 对 比 ， 对 预 电 离 等 离 子 体 状 态 对46.9nm 激 光 稳 定 性 的 影 响 进 行 了 分 析 。本 文
8、 在 提 高 预 主 脉 冲 延 时 时 间 与 46.9nm 激 光 幅 值 稳 定 性 的 基 础 上 ， 研 究 了毛 细 管 放 电 实 验 条 件 对 激 光 输 出 稳 定 性 的 影 响 ，获 得 了 激 光 输 出 最 稳 定 的 实 验 条件 。 本 论 文 的 研 究 目 的 是 提 高 毛 细 管 放 电 设 备 的 激 光 输 出 能 量 的 稳 定 性 ， 是 实 现毛 细 管 放 电 软 X 射 线 激 光 广 泛 应 用 的 必 要 工 作 。关 键 词 ： 毛 细 管 放 电 ； 软 X 射 线 激 光 ； 预 主 脉 冲 延 时 ； 等 离 子 体 电 子 温
9、 度-I-哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文AbstractCapillary discharge is one of reasonable approaches of small size soft X-raylaser. Because of its potential prospects in various fields, soft X-ray lasers have beendeveloped by a lot of groups in the world. In this paper, the influence of experimentalconditi
10、on, such as prepulse current, prepulse-mainpulse delay time and initial Arpressure, on Ne-like Ar 46.9nm laser output has been analysed. The electrontemperature of preionized plasma has been measured. Discussion about the influenceof preionized plasma state on laser output is presented.We introduced
11、 the electronic collision pumping mechanism of the capillarydischarge soft X-ray laser and the formation of population inversion between Ne-likeAr 3p and 3s. The Z-pinch process has been simulated by utilizing the snow-plowmodel. According to the comparison between the results of simulation and thee
12、xperimental results, influence of Z-pinch evolution on laser pulse duration isanalysed.For the purpose of improvement of the stability of prepulse-mainpulse delaytime and soft X-ray 46.9nm laser output, a new prepuse-mainpulse delay circuit isdesigned. In accordance with the advantages and disadvant
13、ages of the original, thenew circuit is fabricated. By utilizing the new circuit, the reliability of delay circuithas been greatly improved. And the stability of capillary discharge Ne-like Ar 46.9nm laser output is improved.With the improvement of the stability of prepulse-mainpulse delay time,expe
14、riments are conducted under different condition, such as prepulse current,prepulse-mainpulse delay time, mainpulse amplitude, initial Ar pressure. Through theanalysis of experimental result, the condition of the most stable laser output isacquire.The electron temperature of preionized plasma has bee
15、n measured by plasmaspectroscopy diagnostics technology. According to the comparation betweenexperimental result of laser output and the electron temperature of preionized plasma,the influence of the preionized plasma state on the stability of 46.9nm laser outputhas been analysed.In this paper, with
16、 the improvement of the stability of prepulse-mainpulse delaytime and laser output, the influence of experimental conditions on laser output is- II -哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文studied. The experimental condition of the most stable laser output is acquired. Thepurpose of research is to enhance the stability of laser output energy in the capillarydischarge device. This is the necessary work to achieve wide application of
