激光Ni、Zn等离子体中高电荷态离子的辐射特性研究

论文摘要

高功率激光脉冲聚焦作用于固体靶产生的激光等离子体中存在大量的多个电荷态的高电荷态离子。这些高电荷态离子具有多个开的次壳层,涉及大量的近兼并能级,在极紫外波段存在强的辐射,光谱结构复杂且一般呈准连续或窄带特征。对激光产生的高电荷态离子辐射特性的深入研究,不仅有助于揭示等离子体环境中复杂原子（离子）的辐射和动力学行为,还能够为脉冲短波光源、强流离子源及天体等离子体等领域的研究提供重要的数据和方法支撑。激光等离子体极紫外波段的窄带辐射在软X射线光源和极紫外光刻光源潜在的重要应用吸引了众多研究者的兴趣。本文分别选取锌（Zn）和镍（Ni）元素,开展了如下的实验和理论研究:（1）利用高精度时-空分辨的激光等离子体光谱测量技术,细致测量了Zn、Ni等离子体在不同延迟时间和不同空间位置处的极紫外（EUV）发射光谱,分析了主导的带状光谱特征随时间和空间的演化行为,并对比分析了二者光谱结构间的差异;（2）针对光谱特征识别过程中高电荷态Zn、Ni离子原子结构参数缺乏的问题,本文基于稳态的碰撞辐射模型,分别估算了可能的电荷态分布;利用原子结构计算程序Cowan计算了相应离子的能级跃迁;并结合碰撞辐射模型和能级布居的玻尔兹曼分布假设开展了不同等离子体参数下的光谱模拟。通过与实验光谱特征的对比分析,确定了主导的实验光谱特征来自于六次离化至九次离化的Zn、Ni离子3p-3d、3d-4f跃迁阵列的贡献,获得了相关离子的能级结构与跃迁数据,实现了等离子体状态参数的诊断。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何思奇

导师: 苏茂根

关键词: 高电荷态离子,激光等离子体,极真空紫外辐射

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,物理学,无线电电子学

单位: 西北师范大学

基金: 科技部国家重点研发计划专项(2017YFA0402300),国家自然科学基金(11874051,61741512,11564037,11364037)

分类号: TN24;O53

总页数: 62

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