基于碰撞辐射模型的激光等离子体光谱分析与模拟

发布时间：2024-12-11 05:01

　　激光等离子体在其产生及膨胀冷却过程中经历着十分复杂的动力学演化过程,并且具有发射波段宽、多种电荷态离子共存、原子过程复杂以及温度和电子密度的空间梯度较大等非常丰富的物理信息。对激光等离子体的辐射输运性质和动力学演化特性的研究可以为受控热核聚变等离子体的诊断、极真空紫外和软X射线光源的设计、强流激光离子源的优化及天体等离子体的模拟等重大研究领域提供重要的参考。在本论文的研究中,我们搭建了时空分辨的激光等离子体光谱测量装置并对高纯度固体靶材产生的等离子体极真空紫外(EUV)波段光谱进行了测量。以含时的碰撞辐射模型为基础编写了求解激光等离子体中电荷态分布和激发态布居演化规律的程序。利用该程序获得了等离子体温度、电子密度、电荷态分布等参数的时间演化信息,准确地再现了等离子体的膨胀和冷却过程,实现了等离子体的快速诊断,并为激光等离子体的辐射和动力学演化特性的研究提供了一种行之有效的方法。结合实验测量和理论模拟,我们进行了以下几方面的工作:(1)实验测量了范围是6.5–16 nm范围的激光Cu等离子的EUV光谱,并用Cowan程序辨认出实验光谱主要来自Cu6+–Cu+9离子的3d–4f和3d–5f跃...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 等离子体
    1.2 激光等离子体简介
    1.3 激光等离子体的应用
    1.4 本论文的研究内容和结构安排
    参考文献
第二章 实验装置
    2.1 时间分辨激光等离子体光谱测量装置
    2.2 激光器系统
    2.3 光谱仪系统
    2.4 真空系统
    2.5 时间分辨测量
    2.6 空间分辨测量
    2.7 小结
    参考文献
第三章 理论方法
    3.1 原子结构计算程序
    3.2 激光等离子体中粒子数布居模型
        3.2.1 电荷态分布模型
        3.2.2 激发态布居模型
    3.3 谱线展宽
        3.3.1 自然展宽
        3.3.2 电子碰撞展宽
        3.3.3 准定态Stark展宽
        3.3.4 Voigt分布
    3.4 小结
    参考文献
第四章 激光Cu等离子体的EUV光谱分析及模拟
    4.1 引言
    4.2 EUV发射光谱测量及分析
    4.3 电荷态分布
    4.4 EUV发射光谱模拟
    4.5 小结
    参考文献
第五章 激光Al等离子体的时间演化特性研究
    5.1 时间分辨的EUV发射光谱测量及分析
    5.2 等离子体状态参数的时间演化
    5.3 时间分辨的EUV光谱模拟
    5.4 小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 下一步工作
附录 攻读硕士期间发表和完成的主要论文
致谢



本文编号：4016230