2-9 双预脉冲驱动X射线激光实验

黄文忠 尤永禄 何颖玲 谷渝秋 陈远斌 徐 彬

　　X射线激光(XRL)探针技术是诊断高密度等离子体状态的一种重要手段，在ICF实验研究中有着重大应用价值，而作为探针光的XRL强度在探针技术中占有重要地位。在星光装置能力未有根本改善的情况下，采用现有驱动方式不可能显著提高XRL强度。瑞典伯尔尼大学的Balmer等人在其进行的类氖铁XRL实验中，偶然采用双预脉冲驱动，在泵浦激光输出功率不变的情况下竟然使得增益系数从5.7cm^-1提高到9.2 cm^-1, 只用18mm靶长就获得了饱和XRL输出，其成因至今尚不十分清楚。

　　理论计算表明：采用双预脉冲驱动能扩大增益介质区域，但不能显著提高XRL增益系数。理论计算和国外的实验结果存在一定差别。为了充分挖掘星光装置潜力，探索提高XRL强度途径，于2002年在星光激光装置上进行了双预脉冲驱动类氖铬XRL实验。驱动激光波长1054nm；脉宽170ps；能量30~40J；预₁－预₂－主脉冲驱动，不同发次的预－主脉冲能量比有所不同，预₁－主脉冲时间间隔t₁＝5ns，预₂－主脉冲时间间隔t₂＝2ns。焦线为22mm´120mm，在15mm的有效长度内，强度不均匀性优于15%。靶为平整铬块，长20mm，表面粗糙度<0.6mm，不平行度<5mm。

　　图1是测得的谱线波长方向扫描曲线，图2是沿XRL线长方向的扫描曲线。图2(a)是2001年#061401结果，图2(b)是2002年#051701结果。表1是不同预脉冲幅度时的XRL强度测量结果。图1和图2中，x轴表示扫描方向（mm），y轴表示强度（任意单位）。从图1可知，XRL线强度明显大于自发辐射谱线强度。从图2和表1可知，在现有实验条件下，双预脉冲驱动产生的XRL强度与单预脉冲驱动时的强度差别不大，改变预脉冲幅度时，其XRL强度也无显著差别。这一点与理论计算吻合，但与瑞典同行的研究结果有很大不同。