20TW亚皮秒激光系统_SPS_与中子产生实验研究

20TW亚皮秒激光系统_SPS_与中子产生实验研究 () 文章编号 : 025827025 20031020865208 ( ) 20 TW 亚皮秒激光系统 SPS与中子 产生实验研究 1 1 2 1 1 1 1 1 谢兴龙, 朱健强 , 刘凤翘 , 杨镜新 , 管富义 , 黄关龙 , 戴亚平 , 李美荣 , 1 1 1 1 1 1 1 1 1 薛绍林, 高 奇 , 薛志玲, 邵 敏 , 庄亦飞, 韩爱妹 , 彭增云 , 张伟清 , 张明科 , 1 1 3 3 3 4 4 4 4 4 诸彩龙, 林尊琪 , 郑志坚 , 丁永坤 , 陈家斌 , 王世绩 , 顾 援 , 王伟 , 王瑞荣, 吴 江 1 2 高功率激光物理国家实验室 ,中国科学院上海光学精密机械研究所 ,上海激光等离子体研究所 , 上海 201800 3 4 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 , 四川 绵阳 621900 ;上海激光等离子体研究所 , 上海 201800 ( ) 摘要 利用啁啾脉冲放大技术 ,建成了一台基于钕玻璃放大器 1053 nm 波长的亚皮秒超短脉冲激光系统 SPS。 18 系统的输出峰值功率大于 20 TW ,靶面最高能量可达 16 J ,采用离轴抛物面反射镜聚焦 ,在靶面上获得 2 ×10W/2 4 cm的激光功率密度 ,以此激光脉冲轰击氘化聚苯乙烯平面靶 ,获得单次发射最高 214 ×10个中子产额 。对中子 产生的机理进行了相关的讨论 。 关键词 惯性约束聚变技术 ;亚皮秒超短脉冲激光 ;钕玻璃放大器 ;中子产额 中图分类号 TN 248 . 1 ; TN 249 文献标识码 A 20 TW Sub2picosecon d La ser System ( SPS) Appl ied f or the Neutron Experiment 1 1 2 1 1 XI E Xing2lo ng, ZHU J ian2qiang, L IU Feng2qiao, YAN G J ing2xin, GUAN Fu2yi, 1 1 1 1 1 1 HUAN G Guan2long, DA I Ya2ping, L I Mei2rong, XU E Shao2lin, GAO Qi, XU E Zhi2ling, 1 1 1 1 1 SHAO Min, ZHUANG Yi2fei, HAN Ai2mei, P EN G Zeng2yun, ZHAN G Wei2qing, 1 1 1 3 3 ZHAN G Ming2ke, ZHU Cai2lo ng, L IN Zun2qi, ZH EN G Zhi2jian, D IN G Yo ng2kun, 3 4 4 4 4 4CH EN J ia2bin, WAN G Shi2ji, GU Yuan, WAN G Wei, WAN G Rui2ro ng, WU J iang 1 N at ion al L aboratory on Hi gh Pow er L aser an d Physics , S han ghai I nst i t ute of O pt ics an d Fi ne M echanics , T he Chi nese A cadem y of S ciences , 2 S han ghai I nst i t ute of L asers an d Pl as m a , S hanghai 201800 , Chi n a 3 Resea rch Center of L aser Fusion , Chi nese A cadem y of En gi neeri n g Physics , M i any an g , S ich u an 621900 , Chi n a 4 S han ghai I nst i t ute of L aser Pl as m a , S hanghai 201800 , Chi n a Abstract A Nd?doped2glass2based sub2picoseco nd laser system wit h t he maximum peak power of greater t han 20 tara wat t s and t he energy o n target surface of 16 J is acco mplished by using t he chirped laser p ulse amplificatio n technology. While t he laser p ulse is focused by an off2axis parabolic mirror , t he power density o n target surface of app ro ximately 2 × 18 2 10W/ cmis acquired. In t he performed neut ro n experiment , a CDplate target is placed o n t he focal spot of t he off2 8 8 4 axis parabolic mirror . The maximum neut ro n yield for a single shot reaches 2 . 4 ×10. Still so me ot her related p roblems are discussed. Key words ICF ; sub2picoseco nd ult ra short laser p ulse ; Nd?doped glass based amplifier ; neut ro n yield 收稿日期 :2003208227 ; 收到修改稿日期 :2003209202 () 基金项目 :国家高技术惯性约束聚变主题 编号 :2002AA842100资助项目 。 () 作者简介 :谢兴龙 1968 . 3 —,中国科学院上海光学精密机械研究所副研究员 ,博士 ,主要从事超短脉冲与强激光技术研 究 。E2mail : xiexl329 @mail . shcnc. ac. cn 重复频率为 76 M Hz , 水 平 偏 振 , 谱 宽 16 nm , 脉 宽 1 引言 100 f s , T EM模 。 为了更好地提取放大器中的能00 太瓦级超短脉冲激光系统可以在焦点附近产生 量 ,同时抑制激 1819 2 10,10W/ cm的 功 率 密 度 , 等 效 于 生 成 约 3 ×光脉冲放大过程中的自聚焦和自调制 ,振荡器输出 10 10V/ cm 的电场 , 这一数值已 大 于 价 电 子 形 成 的 的飞秒激光脉冲在放大之前 , 必须进行展宽 。SPS 库仑场强 ,从而使产生的等离子体电子与激光场产 系统展宽器的排布示于图 2 ,入射光经过一法拉第生非线性相互作用 。而且因为激光脉冲较短 ,其持 隔离器之后 ,由 M 调整入射到光栅的角度为 75,? 1 续时间小于流体动力学特征时间和建立热平衡的特 一级衍射光经球面反射镜 R 到 M , 然后再到 R , 再 3 征时间 ,因此在不大的体积内可以形成密度很高的 到光栅 , 衍射后到达 M , 调整 M 使光束原路返回 , 2 2 强烈不平衡等离子体 ,可用以研究形成等离子体的 最后从法拉第的第一个偏振片输出 。如果已知入射 相干和非相干 X 射线辐射 ,用来加速粒子和从事热 光的光谱宽度 , 那么展宽后的激光脉宽可由下式给1 核点火研究。在 利 用 高 功 率 超 短 脉 冲 进 行 激 光 [ 4 ] 出聚变快点火研究方面 , 2001 年 , 日本和英国科学家 2 λλ) Δω(L n t = 2 2 首次利用超短脉冲激光对其原理做了可行性验证 ,πλθ) (2c[ 1 - n - sin] ( ) 他们利用一束 60 TW 50 J 的 超 短 脉 冲 将 常 规 的λ式中 , L 为展宽器的有效长度 ,为激光中心波长 , n 2 ICF 中子产额提高了一个数量级,2002 年又进一 θ为光栅每毫米的刻线数 ,为激光脉冲在光栅上的 3 步使中子产额提高了 3 个数量级,这一演示实验 入射角 。SPS 系统展宽器所采用的光栅每毫米条纹 的成功 ,推动了国际上许多大型实验室建立新型高 数为 1800 , R = 1860 mm ,光栅的中心与 M 的距离 3 功率超短脉冲激光器的研究 ,引发了 ICF“快点火” L 为展宽器的等效长度 ,大约为 350 mm ,100 f s 的 研究新一轮的发展热潮 。 激光脉冲经过展宽器之后宽度约为 800 p s 。 ( ) 啁啾脉冲放大 CPA技术是目前获取超短 、超SPS 系统前端的第三部分是高增益钛宝石再生 强激光脉冲的经典方法 ,它首先利用展宽器对飞秒 ( ( ) ) 放大器 参 见 图 1 a , 用 来 放 大 展 宽 后 的 激 光 脉 级或亚皮秒级的激光脉冲引入一定的啁啾量 ,使脉 冲 ,将其能量提高到毫焦耳量级 ,然后注入主放大器 冲展宽 ,注入高增益的预放 ,当脉冲能量达到毫焦耳 ( 系统 。再生放大器的振荡腔由两个凹面全反镜 曲 量级 ,再通过主放大器将能量提高到设计的水平 ,最 3 ) 率半径为 3 m,一个 KD P 普克尔盒和一块宽谱带 后利用压缩器引入与展宽器相反的啁啾量 ,使脉冲 偏振片组成 。腔长 118 m ,钛宝石晶体长 2 cm ,掺杂 宽度复原 ,从而获得高功率超短脉冲激光输出 。 浓度 0115 wt . 2 % ,两端切成布鲁斯特角 ,臵于腔的 本文介绍 最 新 建 成 并 投 入 使 用 的 1053 nm 波 中央 。抽 运 光 源 为 调 Q N d ?YA G 倍 频 激 光 器( ) 长的 20 TW 超短脉冲系统 SPS 装臵。激光输出 ( ) Surelite I , Co ntinumm Co . ,输出 532 nm 波长 ,脉 脉冲宽度为 015,019 p s ,用一块离轴抛物镜聚焦激冲能量 150 mJ ,脉宽 6 ns ,用分束镜 B S 等分光束 , 18μ 光 ,得到了 30 m 直径的焦斑 ,功率密度为 2 ×10 再经两个相同透镜会聚 ,双向抽运钛宝石晶体 。到2 W/ cm,采用 98 %氘代聚苯乙烯平面靶做中子产生 达晶体端面时光斑尺寸, 117 mm 。合理调节偏振实验 ,当注入靶的能量为 16 J 时 ,获得了最高 214 × 片的角度 ,再生放大器的中心波长可调为 1053 nm 。 4 10个中子 。3 抽运光到达钛宝石端面的时间与 KD P 普克尔盒 引入 种 子 脉 冲 开 关 动 作 时 间 的 同 步 精 度 可 达 ?2 2 SPS 超短脉冲激光系统3 ns ,同样 KD P 普克尔盒的倒出时间延迟精度亦能 3 图 1 为 SPS 超短脉冲激光系统示意图 , SPS 装 达到 ?2 ns 。这样 , KD P 普克尔盒开关动作时间 漂移对放大脉冲输出能量的影响基本可以忽略 。 臵的前端包括飞秒激光振荡器 、展宽器和高增益再 展宽之后的激光脉冲经再生放大器之后 ,脉冲 生放大器三部分 ,目的是提供给主放大器适当时间 宽度为 650 p s , 光 谱 宽 度 , 6 nm , 单 脉 冲 能 量 , 1 宽度和能量的激光脉冲 。飞秒激光振荡器采用了相 mJ 。 干公司的 Mira900 钛宝石自锁模激光器 ,该激光器 ( ) 为了提高 SPS 超短脉冲激光系统 输 出 激 光 的采用 14 W 连续多线氩离子激光器 InNova 400作 光束质量和压缩之后的信噪比 ,在主放大器系统的 为抽运源 ,用双折射晶体对波长进行调谐 ,当调谐到 设计中 ,对全系统的 B 积分进行了严格的控制 ,借 1053 nm 时 ,输出锁模脉冲的平均功率为 300 mW , ,啁啾激光脉冲在放大的同时经空间法拉第隔离器 鉴于神光2 ?放大链设计思路 ,对 SPS 系统实施像传 递到靶室 ,增加了自动准直系统 。如图 1 所示 ,主放 滤波器滤波和扩束 ,最后输出光束的净口径约为 95 大系统包括 7 级钕玻璃棒 ,5 台空间滤波器和两台 mm 。 图 1 SPS 超短脉冲激光系统 - 3 () ( ) a振荡器 、展宽器 、再生放大器与钕玻璃主放大系统 ; b末级放大器 、压缩器和靶室系统 ,压缩器和靶室保持在 10 Pa 的真空内 Fig. 1 Schematic of t he sub2picoseco nd laser system () amaster o scillato r , p ulse st retcher , regenerative amplifier and t he main laser bay ; - 3 ( ) b< 70 mm ro d amplifier and t he last spatial filter , 10 Pa vacuum ho st fo r co mp resso r and t he target chamber SPS 系统的像传递包括两部分 ,以系统中的软各级空间滤波器级联成像到靶室 。 边光阑为界 ,软边光阑之前 ,以飞秒激光振荡器的光 ,设计透过率参数为 :软边光阑按超高斯设计 4腰为像面 , 分别以 展 宽 器 的 光 栅 、再 生 放 大 器 的 光 ( ) ( ) rFr - 5/ 1. 7 ]} = exp{ - < r < 10 mm 5 mm 腰 、第一个空间滤波器的输入端为像面级联传递到 ( )F r = 1 r < 5 mm 软边光阑 。软边光阑之后 ,以软边光阑为像面 ,利用( )F r = 0 r > 10 mm 5数 ,其表达式为 5 级空间滤波器的参数如表 1 所示 。 L 2 n 放大器的增益介质采用 N31 型磷酸盐玻璃 ,在 π8 2 7( ) ( ) ×10P z d zB L = ? λ cn 00 放大器的设计中 , B 积分是用来衡量超短脉冲激光 式中 , L 为增益介质长度 , n为非线性折射率系数 , 的输出信噪比和小尺度自聚焦破坏程度的关键参 2 - 13 对于磷酸盐钕玻璃介质 , n = 1115 ×10 esu , n 2 0 ( ) 为线性折射率 , n = 11528 , P z 为功率密度 ,对于0 1053 nm 波长有 L - 13( ) ( ) B L = 188 . 11 ×10 P z d z? 0 2 ( ) P z 单位为 W/ cm。计算 B 积分时 , 取输出功率 的时间平均值 , 主放大器的 B 积分和设计参数如表 2 所 示 。从 表 中 可 以 看 到 , B 积 分 的 总 增 量 = 图 2 四通展宽器示意图 1 . 017 , 基本上满足了超短脉冲系统 B 积分总增量 Fig. 2 Schematic of t he four2pass laser p ulse st retcher 小于 1 的要求 。 表 1 空间滤波器参数 Ta ble 1 Specif ications of the spatial f ilters Inp ut focal lengt h / mm Inp ut beam diameter / mm Outp ut focal lengt h / mm Outp ut beam diameter / mm SF1 2950. 0 14 . 0 3628. 5 17 . 0 SF2 1289. 9 10 . 5 3749. 0 30 . 0 SF3 2777. 1 30 . 0 4231. 9 45 . 0 SF4 2914. 4 45 . 0 3976. 2 61 . 0 SF5 1967. 3 61 . 0 2985. 0 92 . 0 表 2 放大器的设计参数 Ta ble 2 Designed para meters f or rod a mpl if iers < 16 mm < 20 mm < 20 mm < 45 mm < 45 mm < 50 mm < 70 mm Pump energy / J 53760 53760 53760 53760 53760 53760 71680 370 110 110 440 440 687 1924 Rod cubic / cm - 3768 490 490 122 122 78 37 . 2 Pump energy densit y / J 〃cm Small signal gain / K 0120 120 120 30 30 16 12 Beam diameter / mm 10 17 17 30 30 45 61 0 . 0005 0 . 01 0 . 1 0 . 15 0 . 5 Inp ut energy / J ,1,5Outp ut energy / J 5 . 4 20 0 . 02 0 . 25 1 . 0 0 . 75 2 . 5 B integral 0 . 006 0 . 05 0 . 175 0 . 039 0 . 129 0 . 205 0 . 413 Outp ut p ulse widt h / p s 650 650 600 500 500 450 450 ,测得压缩后的激光脉冲能量信噪比大约为的测量 主放大器系统最后的输出能量为 20 J ,在最后 5 一级空间滤波器之后 ,光斑尺寸,92 mm ,脉冲宽度500?1 ,通过计算转换为功率信噪比大约为 10?1 。 450 p s ,光谱宽度 315 nm ,近场填充因子,5217 % ,在 SPS 主放大链中使用了光路自动准直系统 。采 图 3 显示了 CCD 近场测量仪测得的光斑近场分布 用动态跟踪的方法 ,整个自动准直过程在 5 min 之 结果 。 内完成 ,从而解决了以前靠手工调整的困难 。 信噪比是超短脉冲激光系统的一个最重要的指 SPS 系统的压缩器放臵在真空室中 ,其真空度标 ,它的测量采用了两个探测器 ,一个用作标定 ,由 按激光在压缩器中最大功率密度估算 ,要求为 6 × - 3 于每发激光脉冲的能量有起伏 ,所以以标定探头读 10 Pa , 真 空 室 水 平 方 向 尺 度 为 3000 mm , 直 径数反映激光发次之间的相对值 ; 另一个作为信噪比 1000 mm ,光路中心高度约 1000 mm 。压缩器内使 图 3 CCD 近场测量仪的近场测量结果 ,激光光斑尺寸,95mm ,显示近场光束填充因子 52 . 7 % Fig. 3 Beam qualit y measured by a near2field CCD camera . The beam size reads ,95 mm and t he filling factor 52 . 7 % 图 5 靶室光路示意图 Fig. 5 Schematic for target chamber 图 4 压缩脉冲测量结果 Fig. 4 Trace of an autocorrelator for co mp ressed 镜头装在平行光管的前面 ,并将平行光管的像成到 laser p ulse CCD 上 ,其放大倍数为 20 倍 。 靶上焦斑尺寸的大 小 ,直接决定了 SPS 系统所 , 光栅尺寸为 390 mm用一对平行放臵的镀金光栅 能获得的最高功率密度 ,为了测量焦斑尺寸的大小 ,×190 mm ×60 mm ,条纹数为 1700 lines/ mm ,设计 我们将图 5 中显微望远系统的 CCD 监视器换成了 入射角为 6715?,双通设计两光栅中心距为 1127124 光斑近场测量仪 ,在靶位臵上放臵镀铝反射镜 ,将焦 mm ,压缩器总效率为 64 % 。从主放大器链输出的 点的像反射到近场测量仪 ,以此确定焦斑的尺寸 ,图 激光脉冲 , 经过光 栅 压 缩 器 之 后 , 脉 冲 宽 度 最 短 为6 显示了总输入能量为 1 J 左右的测量结果 ,其纵向 ( 550 f s ,采用单次相敏自相关仪 Po sitive Light Mo de μ和横向的半值宽度约为 30 m 。 ) SSA测量输出的激光脉冲 。图 4 所示为啁啾激光 脉冲经过压缩器之后测得的相关信号 ,对应于激光 3 中子产生与 脉宽 550 f s 。超短脉冲与 CD靶相互作用产生中子的机制 88 SPS 系统靶室内部的结构如图 5 所示 ,压缩后 1源于如下反应 的超短脉冲由一离轴抛物面反射镜聚焦到靶点 ,反 3 μHe+ n D + D 射镜焦距 f = 520 mm ,焦斑弥散圆,20 m 。在相 互正交的 两 个 方 向 上 利 用 CCD 监 视 仪 锁 定 靶 位 。 中子能量接近于 2145 MeV , 普遍认为聚变中 子是由于激光射入靶内 ,使氘核加速后与未加速氘 为了提高调靶的精度 ,设计了显微望远系统 , 正面 核碰撞的结果 。当高强度皮秒激光脉冲辐照到靶上 监视系统首先将靶的像经过凹面镜和凸面反射镜组 时 ,在脉冲持续时间内 ,强库仑场使靶原子中的电子 成的望远镜系统之后 ,由显微物镜成像到 CCD 上 , 迅速剥离 , 产生超 热 电 子 , 当 激 光 的 功 率 密 度 大 于 再由监视器确定靶的位臵 ,整个系统的放大倍数为 18 2 μ 200 倍 ,调整精度为 10 m ,侧面利用照相机的长焦1 0W / cm时 , 超 热 电 子 的 能 量 将 达 到 或 超 过 1 μ图 6 激光焦斑尺寸的测量结果 ,横轴每 011 个标度代表 25m () μ( ) a焦斑横向尺寸的测量结果 ; b焦斑纵向尺寸的测量结果 。整个焦斑的半高宽尺度为 30 m μFig. 6 Measurement s for t he size of focal spot . Horizo ntal dimensio n every 0 . 1 unit rep resent s 25m () ( ) aand brep resent t he measured spot size in t wo perpendicular directio ns. μThey all read app ro ximately 30 m 图 7 中子测量示意图 FD 为快响应闪烁体计数器 ,B F3 为慢响应中子计数器 ,测量过程中 ,B F3 距离中子靶 70 cm , 与入射激光成 50?的位臵不动 ,快探头在不同角度的位臵移动 Fig. 7 Photograp h of t he neut ro n measurement set up FD means fast respo nd neut ro n detecto r and B F3 slow respo nd neut ro n detecto r . In t he whole experiment , B F3 is placed at t he angle of 50?wit h respect to t he directio n of incident laser beam and 700 mm away f ro m t he target , while t he FD moved at t he different angle and different distance away f ro m t he target MeV ,这些电子在靶中 建 立 强 电 场 , 进 一 步 加 速 后/ 光电倍增管快响应计数器和 B F3 慢响应计数器体 同时探测发射的中子 ,并将两种不同机制的计 续的离子 , 使 其 加 速 到 几 百 至 MeV 的 量 级 。部 分 数器测到的结果相互比对 。图 7 给出了中子测试的 高能的氘核进入靶体与其他氘核碰撞 ,发生束靶相 探头排布 。 互作用 ,产生中子 。在中子实验中 CD靶的尺寸为88 图 8 显示了快响应计数器放臵在三种不同角μ 5 mm ×5 mm ,厚度 500 m ,氘化率 98 % ,采用闪烁 图 8 三种不同角度下快慢中子计数器的测量结果 () a快响应计数器在 1215?时的测量结果 ,左为快响应计数器的信号 ,对应中子记数 4540 ,右为慢响应探测器的记数 ,三个信号 ,第一个是 X ( ) 光 ,另外两个信号代表中子数 4000 个 ,激光能量 1312 J ; b快响应计数器在 60?时的测量结果 ,左为快响应计数器的信号 ,对应中子记数 () 9000 ,右为慢响应探测器的记数 ,对应中子数 10000 个 ,激光能量 13144 J ; c慢响应探测器的记数 ,探头放臵角度为 50?,对应中子数 24000 个 ,激光能量 1517 J 。此时 ,快探头放臵在 90?位臵 ,中子信号饱和 Fig. 8 Result s of t he neut ro n yield experiment by t he fast and slow respo nd detector at t hree different angles ( ) afast detecto r is placed at an angle of 12 . 5?. L ef t grap h rep resent s t he neut ro n co unt of fast detecto r , it reads 4540 while right grap h t he neut ro n ( ) co unt of slow detecto r and reads 4000 . On target laser energy is 13 . 2 J ; bfast detecto r is placed at an angle of 60?. L ef t grap h rep resent s t he neut ro n co unt of fast detecto r , it reads 9000 while right grap h t he neut ro n co unt of slow detecto r and reads 10000 . On target laser energy is 13 . 44 ( ) J ; c t he neut ro n co unt of slow detecto r it reads 24000 . On target laser energy is 15 . 7 J . while t he fast detecto r is placed at an angle of 90?and t he signal sat urates t he scope of t he o scillo scope 度 ,而慢响应探头固定不动的情况下 ,两探头对应的TW ,16 J 能量到达靶的情况下 ,50?放臵的慢响应计 4 数器记录了大约 214 ×10个中子 ,此时 90?放臵的 测量结 果 。对 于 快 响 应 探 头 , 第 一 个 峰 是 X 光 信 快响应计数器信号饱和 。 ( ) ( ) ( )号 ,第二个峰的面积代表了中子产额 , a, b, c 为了测量中子产额的角分布 ,将快反应探头测 三种测量条件下该峰与 X 光信号分别有 2716 ,2810 量的结果在同一角度对不同发次取平均 ,并与慢反 () ( ) 和 2513 ns 的延迟 ,在 a, b情况下探头与靶的距 应探头的结果比较 ,如图 9 所示 ,可以看出在误差范 ( ) 离均约为 60 cm , c情 况 下 探 头 与 靶 的 距 离 为 55 7 围内 ,两计数器给出的单位立体角中子产额记数基 cm ,分别对应的中子速度为 :21174 ×10m/ s ,211437 7 ×10m/ s 和 21174 ×10m/ s ,而 2145 MeV 能量的 本一致 ,说明此时的中子分布是各向同性的 。图 10 7 中子速度为 21167 ×10m/ s ,二者的微小差别是由 表示中子计数与打靶能量的关系 ,当激光脉冲到靶 于探头与靶之间距离的测量误差带来的 ,因此该峰 ( ) 能量 由 1118 J 未 压 缩 脉 冲 能 量 , 1815 J 增 大 到 3 对应的中子记数 ,反映了 D + D ?He+ n 作用的几 () 1517 J 未压缩能量 2415 J 时 ,中子产额由 2000 个 率 。该峰之后分布了几个次峰 ,但在 D2D 反应中不 左右增加到 24000 ,提高了 12 倍 ,这说明 ,随着能量 会有对应能量的中子信号出现 ,而且也不是电信号 的增大 ,超热电子的数量和能量都加大 ,产生束靶碰 的反冲 ,通过分析认为是由于中子与靶室壁等其他 撞几率呈指数关系增长 , 这表明 , 在 ICF 快点火驱 阻挡物之间多次散射的结果 。对于慢探头 ,每一个 动中 ,不但需要提高超热电子的能量 ,而且也需要同 ( ) 脉冲 表 示 2000 个 中 子 计 数 , 图 8 c中 表 明 在 20 时提高超热电子的数量 ,要求 ICF 快点火激光装臵 图 10 中子计数与打靶能量的关系 图 9 中子计数与角分布的关系 “ + ”为慢反应记数器的结果 “, 3 ”为快反应计数器的读数纵坐标为中子计数 ,横坐标为角度 “, ?”为慢反应记数器的平均 Fig. 10 Relatio nship bet ween t he neut ro n and 结果 “, + ”为快反应计数器的平均读数 。表中快反应记数器的读 laser energy o n target 数对应于记数器放臵在对应角度的测量结果 ,为了说明中子的分 布情况 ,将慢反应记数器的对应测量结果也标于图上 , 只是慢响参 考 文 献 应探头在测量时的位臵是固定不变的Todd Doit mire. L aser f usio n o n tabletop J . 1 O pt ics & Fig. 9 Neut ro n yield dist ributio n via detectio n angle () Photonics N ew s , 2002 , 13 6:29,32 Vertical dimensio n is t he neut ro n co unt while ho rizo ntal dimensio n is 2 R. Kodama , P. A. Norreys , K. Mima et al . . Fast t he detectio n angle . In t he grap h ,“ ?”rep resent s t he result of slow heating of ult rahigh2density plasma as a step towards laser respo nd detecto r . And “ + ”t he result of fast respo nd detecto r () f usio n ignitio n J . 2001 , 412 N at u re , 6849:798,802 ( ) which is kept at a co nstant place during t he measurement sfo r t he 3 R. Kodama , P. A. Norreys , K. Mima et al . . Fast laser shot co rrespo nding to t he fast heating scalable to laser f usio n ignitio n J . N at u re , 2002 , detecto r 418 :933,934 4 A. A. Andreev , A. A. Mak , V . E. Yashin. Generatio n and applicatio ns of ult rast ro ng laser fields J . Q u ant u m 不但要输出较高的功率密度 ,而且也要提供较高的 () ()Elect ron . , 1997 , 24 2:99,114 in Russian 脉冲能量 。L . M . Frantz , J . S. Nodvi k. Theory of p ulse p ropagatio n 5 in a laser amplifier J . J . A p pl . Phys . , 1963 , 34 : 2346 致谢 作者衷心感谢贺贤土 、张维岩 、方勤学 、曾先 ,2349 才 、黄桂学的支持和帮助 ,感谢激光聚变中心制靶组 提供了优质的 CD靶 。 88