磁场对飞秒激光等离子体寿命及光谱特性的影响研究
发布时间：2023-01-28 20:45
飞秒脉冲激光在空气中传输所形成的等离子体通道在激光引雷和大气遥感等潜在应用领域已经引起国内外科研人员的广泛关注。其中,等离子体通道的长度、电离度以及寿命等关键参数仍是目前的热点研究问题。近年来,研究人员分别采用外加电场、ns-fs、fs-fs以及飞秒脉冲序列在延长通道的寿命方面均取得了一定的效果,然而距离实际应用仍有较大的差距。本文拟通过采用外加强磁场影响等离子体通道的方法,对通道内等离子体的荧光辐射光谱特性以及超连续光谱进行测量,并对等离子体的寿命进行研究,探讨可能的物理机制。本文对0~2.0 T外磁场条件下飞秒激光等离子体的前向超连续光谱和侧向荧光辐射光谱进行实验测量研究。首先,通过积分球对等离子体的前向光谱测量研究表明,在无磁场情况下飞秒脉冲能量从0.25到1.5 mJ增加的过程中,超连续谱的强度逐渐增强,且不断向短波方向展宽达到约450 nm位置;外加1.0、2.0 T磁场后,等离子体超连续光谱的强度和展宽较无磁场的情况并没有出现明显的变化。其次,用ICCD光谱仪对等离子体通道的侧向光谱进行的时间分辨测量结果显示:外加磁场后,通过调整磁场与激光方向的夹角发现在演化初期的等离子体...
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 前言
1.1 激光技术概述
1.2 飞秒激光等离子体通道概述
1.3 飞秒激光等离子体通道光谱特性国内外研究现状
1.4 飞秒激光等离子体通道寿命国内外研究现状
1.5 研究背景和意义
1.6 本文内容安排
2 飞秒激光成丝相关理论
2.1 自聚焦效应和等离子体的产生
2.2 自散焦效应
2.3 自相位调制
2.4 飞秒激光等离子体内粒子碰撞
2.4.1 电子与分子的碰撞
2.4.2 电子与分子离子的碰撞
2.4.3 电子与离子的碰撞
2.4.4 离子与分子的碰撞
2.5 飞秒激光等离子体的光谱辐射
2.6 磁场中带电粒子的运动
2.7 光丝中存在的若干非线性效应
2.7.1 超连续白光
2.7.2 太赫兹辐射
2.8 飞秒激光等离子体通道的应用
2.9 本章小结
3 飞秒激光等离子体前向光谱特性研究
3.1 实验仪器介绍
3.2 实验装置
3.3 激光能量对前向超连续辐射特性的影响研究
3.4 外加磁场对前向超连续辐射特性的影响研究
3.5 本章小结
4 飞秒激光等离子体侧向光谱特性研究
4.1 实验装置
4.2 飞秒激光等离子体侧向光谱指认
4.3 激光能量对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.4 采集门宽对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.5 外加磁场对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.5.1 有无磁场作用对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.2 磁场旋转角度对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.3 磁场旋转角度对侧向光谱辐射寿命的影响
4.5.4 磁场强度对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.5 磁场强度对侧向光谱辐射寿命的影响
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁约束飞秒激光诱导铜等离子体特性研究[J]. 许东华,宋超,赵上勇,高勋,林景全. 光子学报. 2018(08)
[2]磁空混合约束激光诱导Cu等离子体光谱特性[J]. 李百慧,高勋,宋超,林景全. 物理学报. 2016(23)
[3]磁场对激光等离子体特性的影响[J]. 兰慧. 江汉大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]磁场约束下激光诱导等离子体光谱强度演化研究[J]. 李丞,高勋,刘潞,林景全. 物理学报. 2014(14)
[5]飞秒激光成丝过程中由等离子体光栅引起的超连续谱增强与转移[J]. 张宗昕,许荣杰,宋立伟,王丁,刘鹏,冷雨欣. 物理学报. 2012(18)
[6]空气中飞秒激光等离子体荧光辐射光谱研究[J]. 郭凯敏,高勋,郝作强,鲁毅,孙长凯,林景全. 物理学报. 2012(07)
[7]飞秒激光等离子体单丝导电性能的空间分辨研究[J]. 郭凯敏,高勋,薛念亮,赵振明,李海军,鲁毅,林景全. 物理学报. 2011(10)
[8]磁约束核聚变关键能量转换部件的磁流体力学研究[J]. 倪明玖. 力学与实践. 2010(05)
[9]磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展[J]. 吕广宏,罗广南,李建刚. 中国材料进展. 2010(07)
[10]大型客机防雷击技术研究[J]. 范瑞敏,胡宇群,乔新. 江苏航空. 2010 (01)
博士论文
[1]飞秒激光在空气、水溶液中的传输和成丝的光谱特性研究[D]. 李贺.吉林大学 2018
[2]飞秒激光在空气中传播和成丝的光谱特性研究[D]. 李苏宇.吉林大学 2016
[3]激光诱导等离子体的动力学研究[D]. 李玉.吉林大学 2009
硕士论文
[1]磁约束下组合脉冲激光诱导等离子体膨胀动力学研究[D]. 李奇.长春理工大学 2016
[2]飞秒激光在溶液中非线性传输产生超连续辐射研究[D]. 金梓.长春理工大学 2013
本文编号：3732645
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 前言
1.1 激光技术概述
1.2 飞秒激光等离子体通道概述
1.3 飞秒激光等离子体通道光谱特性国内外研究现状
1.4 飞秒激光等离子体通道寿命国内外研究现状
1.5 研究背景和意义
1.6 本文内容安排
2 飞秒激光成丝相关理论
2.1 自聚焦效应和等离子体的产生
2.2 自散焦效应
2.3 自相位调制
2.4 飞秒激光等离子体内粒子碰撞
2.4.1 电子与分子的碰撞
2.4.2 电子与分子离子的碰撞
2.4.3 电子与离子的碰撞
2.4.4 离子与分子的碰撞
2.5 飞秒激光等离子体的光谱辐射
2.6 磁场中带电粒子的运动
2.7 光丝中存在的若干非线性效应
2.7.1 超连续白光
2.7.2 太赫兹辐射
2.8 飞秒激光等离子体通道的应用
2.9 本章小结
3 飞秒激光等离子体前向光谱特性研究
3.1 实验仪器介绍
3.2 实验装置
3.3 激光能量对前向超连续辐射特性的影响研究
3.4 外加磁场对前向超连续辐射特性的影响研究
3.5 本章小结
4 飞秒激光等离子体侧向光谱特性研究
4.1 实验装置
4.2 飞秒激光等离子体侧向光谱指认
4.3 激光能量对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.4 采集门宽对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.5 外加磁场对侧向光谱辐射特性的影响研究
4.5.1 有无磁场作用对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.2 磁场旋转角度对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.3 磁场旋转角度对侧向光谱辐射寿命的影响
4.5.4 磁场强度对侧向光谱辐射强度的影响
4.5.5 磁场强度对侧向光谱辐射寿命的影响
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁约束飞秒激光诱导铜等离子体特性研究[J]. 许东华,宋超,赵上勇,高勋,林景全. 光子学报. 2018(08)
[2]磁空混合约束激光诱导Cu等离子体光谱特性[J]. 李百慧,高勋,宋超,林景全. 物理学报. 2016(23)
[3]磁场对激光等离子体特性的影响[J]. 兰慧. 江汉大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]磁场约束下激光诱导等离子体光谱强度演化研究[J]. 李丞,高勋,刘潞,林景全. 物理学报. 2014(14)
[5]飞秒激光成丝过程中由等离子体光栅引起的超连续谱增强与转移[J]. 张宗昕,许荣杰,宋立伟,王丁,刘鹏,冷雨欣. 物理学报. 2012(18)
[6]空气中飞秒激光等离子体荧光辐射光谱研究[J]. 郭凯敏,高勋,郝作强,鲁毅,孙长凯,林景全. 物理学报. 2012(07)
[7]飞秒激光等离子体单丝导电性能的空间分辨研究[J]. 郭凯敏,高勋,薛念亮,赵振明,李海军,鲁毅,林景全. 物理学报. 2011(10)
[8]磁约束核聚变关键能量转换部件的磁流体力学研究[J]. 倪明玖. 力学与实践. 2010(05)
[9]磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展[J]. 吕广宏,罗广南,李建刚. 中国材料进展. 2010(07)
[10]大型客机防雷击技术研究[J]. 范瑞敏,胡宇群,乔新. 江苏航空. 2010 (01)
博士论文
[1]飞秒激光在空气、水溶液中的传输和成丝的光谱特性研究[D]. 李贺.吉林大学 2018
[2]飞秒激光在空气中传播和成丝的光谱特性研究[D]. 李苏宇.吉林大学 2016
[3]激光诱导等离子体的动力学研究[D]. 李玉.吉林大学 2009
硕士论文
[1]磁约束下组合脉冲激光诱导等离子体膨胀动力学研究[D]. 李奇.长春理工大学 2016
[2]飞秒激光在溶液中非线性传输产生超连续辐射研究[D]. 金梓.长春理工大学 2013
本文编号：3732645
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