激光等离子体X射线源

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1、维普资讯http://www.cqvip.com缘譬岁卿x缮强激光技术进展1999年第5期(总第4s期)__●●__；x射线激光l#_F*卵，7(激光等离子体X射线源，一7大道博行(大阪大学激光棱幕变研究中心)嚼1前言射线源也可以实现高重复率运转。下面就利用小型激光器发生的x射线谱一与激光照射如图1所示，若向固体靶聚光照射短脉靶材的关系作简要介绍。冲高功率激光，瞬时即可产生高温高密度等与适合X射线发生的近红外波长相比，离子体。这种等离子体所发出的高亮度x射短波长激光能量通过反制动辐射过程，就会线一直受到激光核聚变方

2、面x射线激励内变为等离子体中的电子运动能。这种电子反爆、等离子体诊断、各种x射线应用领域的复与离子碰撞就生成以高电离、高激励态离关注【I]。随着激光器的小型、高重复率和全子为主要成分的等离子体。这种等离子体通固化技术L3以及高速靶交换技术的进步，x过向x射线、其他辐射放射、热传导引起的射线发生系统也在向小型、高重复率发展。目热扩散固膨胀所产生的动能转换丢失能量前，对x射线光刻、x射线显微镜等的x射在原子序数大的离子中，轨道角动量大的状线源以实用化为目标的研究非常活跃。本文态多数都有助于x射线的发生。而且，固为在简单

3、介绍这些研究开发现状的同时，还将电离度稍微不同的离子的电子能量状态很接详细介绍x射线源实用的最大课题——以近，所以许多线谱相互重叠成为扩展谱。反显著减少靶的碎片为目的、采用气体靶和低之，原子序数小的离子，只有少数成为高强度温靶等的试验情况线谱。可以根据不同的使用目的灵活运用这些线谱。从x射线转换效率中可观测到与轨道层的平均离子化能量相关，形成周期结构。一般说来，等离子体发出的x射线辐射有以下三种：(1)束缚一束缚跃迁(线辐射)；(2)自由一束缚跃迁(复合辐射)；(3)自由．自由跃迁(轫致辐射)。其中，作为激光等离子

4、体x射线源，对x射线辐射起主导作用的是(1)的线辐射或者它们的聚合体随着x射线光圉l激光产生等离子体的X射线源示意图学元件的迅速发展，激光等离子体x射线源的应用领域也在不断扩大。必需的波长^，实2高重复率激光等离子体X射现波长范围△^中的高亮度变得比整个x射线源的现状线谱的高转换效率更加重要例如，如果是菲随着激光技术的发展，激光等离子体x涅耳波带片，△A／A一般小于1／loo如果是x维普资讯http://www.cqvip.com强激光技术进展1999年第5期(总第4s期)射线用多层膜镜，大致在i／ioo~1／2o

5、△^=lO～10～。另外，有望能在软x射范围内。线多层膜镜中达到最高反射率的13．5nm作者利用激光能量为1J，脉宽为8ns波长，转换效率大的原子序数50号的锡，其^l一。、册／毛一×v氍的市售YAG激光器，系统地测定了各种固转换效率达0．5‘波段宽△^一2×10)。体靶所发射的x射线谱叫。测定例子示于图据报道．若能把照射强度降到10“W／era，转2～图5，激光聚焦强度约为10”W／cm。。如换效率可达1以上口]。例如作为x射线光图2所示，原子序数lO号以前的固体靶比较刻用光源，x射线的平均功率必须达到10容易产

6、生单一线谱，适用于有效利用单色性w，激光照射能量为1J，向x射线谱的转换的用途。如图2，图3所示，原子序数30～4O效率必须达到1，那么，重复频率必须为1号的靶，适合用于集中产生许多线谱发生重kHz。可以认为这些值将是激光等离子体x叠的发射波段用途。如图4，图5所示，原子射线源的开发目标。因而，只要能使转换效率序数50号以后的靶．线谱重叠更加厉害，形达到2，就将大幅度提高装置的价值性能成基本平坦的发光光谱，适合用于吸收光谱比。现在需要从实验和理论上进行彻底的研分析等方面。原子序数6号的碳的拉曼a线究和探讨。(波长3

7、．4rim)转换效率约为0．5，波段宽为与等离子体温度、密度有关的单一线谱宽，一^日三。＼芝求I『。一×v趟陋●C：：一，：～：一ItlAl、。I．1J‘～^．．^／u、^．^I．^⋯．：，．：～～。．：一；J．．一．．．．．—～：．一·^：：^．．．一一辱—_～；一．^．．盘～^^：：竺一一—，^—～．!一．—l：：l．．—l—一●．，一，～、一——一一／’一-，、～——一．．一—，、：——一波长(nm)-⋯：戈—图3激光等离子体x射线源的x射就谱。激光波长为1m，靶上的强度为10W／em。x射线用经定标的探测器

8、测得(原子序散为图2激光等离子体x射线源的x射线谱激光34～50)波长为1m，靶上的强度为10”W／era~x射线用经定标的探测器测得(原子序数为63高重复率靶交换技术～32)这种靶交换技术的开发对于获取x射维普资讯http://www.cqvip.com强激光技术进展1999年第5期(总第45期)：：／———一^目，l／l＼0＼＼～毛H×茁程_^，，——：