等離子體鏡鏡面反射特性研究.pdf

1、在高精密物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)激光脈沖對(duì)比度的要求相當(dāng)高。對(duì)比度不夠高的激光會(huì)導(dǎo)致主脈沖與已產(chǎn)生的預(yù)等離子體(而不是靶)相互作用，因此提高高能激光對(duì)比度非常重要。等離子體鏡利用脈沖前沿產(chǎn)生的稠密等離子體反射主脈沖可以有效提高脈沖對(duì)比度，反射特性是高脈沖對(duì)比度有效性的重要指標(biāo)之一。
　　 本論文從理論分析和實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)臨界等離子體密度和等離子體鏡面反射率進(jìn)行了研究。利用超短超強(qiáng)激光與物質(zhì)相互作用的機(jī)理，對(duì)電離機(jī)制、電離系數(shù)、影響電離速率的因

2、素以及超短脈沖與熔石英相互作用過(guò)程中的等離子體鏡鏡面反射率進(jìn)行了分析與計(jì)算，并利用800nm、60fs、30mJ的鈦藍(lán)寶石激光器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)光路并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
　　 理論分析表明，主要電離機(jī)制為多光子電離和雪崩電離，材料禁帶寬度越大電離速率越大，等離子體電子密度越容易達(dá)到臨界密度。研究還發(fā)現(xiàn)反射率上升時(shí)間約為100fs，并隨入射能量密度增加而減小，為等離子體動(dòng)態(tài)膨脹提供了解釋方法。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)入射強(qiáng)度超過(guò)材料的損傷

3、閾值(1014W/cm2)時(shí)，S、P偏振光反射率迅速?gòu)?0%分別增加到70%和50%，隨著入射強(qiáng)度增加，反射率保持穩(wěn)定。強(qiáng)度低于1016W/cm2時(shí)反射率隨入射強(qiáng)度增加而迅速增加，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬計(jì)算等離子體的鏡面反射率吻合地很好。當(dāng)入射強(qiáng)度高于2×1016W/cm2時(shí)，反射率劇烈波動(dòng)。通過(guò)分析激光近場(chǎng)照射基片上的光斑和等離子體動(dòng)態(tài)膨脹度，發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度下近場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)烈調(diào)制和等離子體的動(dòng)態(tài)膨脹導(dǎo)致反射波前嚴(yán)重畸變、非鏡面反射和吸收增加是造成等離