11-chap-5等离子体中的波之三.pptVIP

激光与物质相互作用：提高激光的吸收效率 1、激光在腔壁上的吸收效率 2、激光能量转换成X射线的效率 激光与固体相互作用过程： 吸收、熔化、汽化、喷发…… 对于铝，假设激光功率1015 W/cm2，可以简单计算从激光照射到表面到材料的熔化和汽化所需要的时间: 所以激光和材料表面有一定的作用时间，材料表面一定面积和深度范围将受到影响 材料的性质、结构及形貌将影响激光烧蚀过程中的吸收、熔化和汽化过程。 激光与材料的相互作用 激光与物质相互作用 激光与物质相互作用 激光 激光对材料的加热 减少等离子体密度梯度，扩展等离子体范围。 激光与物质相互作用 激光 激光对材料的加热 减少等离子体密度梯度，扩展等离子体范围。 超低密度材料！ 激光与物质相互作用 超低密度材料！ 泡沫金 Au-Gd、Ho、Gd、Nd、Sn、Ag、Sm、Ni、Cu J.Massen, et al. “Supersonic radiative heat waves in low-density high-Z material”, PRE, 50,5130(1994). Trimethylleadstrene(三甲基苯乙烯) 80mg/cm3 C.?A. Back,?et al. “Diffusive, supersonic x-ray transport in radiatively heated foam cylinders”, Phys. Plasmas 7, 2126 (2000). SiO2/Ta2O5 Foam 40~50mg/cm3 C.?A. Back,?et al. “Efficient Multi-keV Underdense Laser-Produced Plasma Radiators”, PRL,87, 275003 (2001). Xe气体 3mg/cm3 P. E. Young, et al. “Demonstration of the Density Dependence of X-Ray Flux in a Laser-Driven Hohlraum”, PRL,101, 235001 (2008). Ta2O5 100mg~4g/cm3m Mordecai D. Rosen, et al, “Analytic expressions for optimal inertial-confinement-fusion hohlraum wall density and wall loss”, PRE, 72, 056403(2005）). 低密度靶(理论) 理论预测 0.1~1g/cm3 64ns 8ns 1ns 泡沫低密度材料选题动机：提高激光烧蚀及x-射线转换 纳米核壳和铸造工艺 泡沫低密度材料研究进展 谭秀兰，牛高，李恺，罗江山，吴卫东，唐永建， “种子-生长法制备块体泡沫金”，稀有金属材料与工程，41（2012）169. 孔隙率92%， 密度约0.7g~1.5 g/cm3 Gregory W. Nyce, Joel R. Hayes, Alex V. Hamza, and Joe H. Satcher Jr., Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials, Chem. Mater. 2007, 19, 344-346, 劳伦斯·利弗摩尔国家实验室 核壳结构（金银合金壳） 脱成分腐蚀 超临界干燥技术 0.80g/cm3(Ag0.85Au0.15) 0.28g/cm3(Porous Au) 2D/3D 0.8mm 2.0mm 1.8mm 质量 m=0.0162g 密度 ρ=3.97g/cm3 由PS@Au-shell小球以及25wt%PS小球通过压片制备得到的黑腔，然后通过烧结得到多孔纯金黑腔。 0.876g/cm3 问题：古时候镜子是什么做的? 古代镜子多数为铜镜，而秦时有金镜，汉时有铁镜，晋时有银华镜，宋元出现有柄可执的镜，清代以后才出现了玻璃镜。 问题：金属为什么多是亮晶晶的？ 答案很简单：因为固体金属里的自由电子密度很高，所以其对电磁波的截止频率大都在紫外的范围，对整个可见光谱都是反射的。 固体金属里的自由电子密度大约是1022-1023/cm3，对应的等离子体频率ω pe大约在1016Hz的范围，在紫外的频谱区。所以一般的固体金属对整个可见光谱（～1014Hz）都是“截止”的。 小结： 非磁化等离子体中有三种波： 朗缪尔波 离子等离子体波 电磁波 电磁波 离子声波 朗缪尔波 色散关系 静电波：朗缪尔波是高频波，不涉及离子运动； 静电波：离子等离子体波是低频波，受离子运动影响； 电磁波有扰动磁场，且存在截至频率?