激光等离子体相互作用产生的非线性力

浅析激光等离子体相互作用原理

一、摘要

超强激光脉冲与等离子体相互作用是近几年新兴的前沿学科,它在激光蒸发沉积、激光推进、新型的粒子加速器、超快高能X射线光源和“快点火”惯性约束聚变等方面，都有着广泛的应用前景。因此，激光等离子体相互作用的研究是十分必要的。

论文中我们阐述了激光等离子体的性质相互作用。通过建立简化的物理模型，即将部分电离的等离子体简化为类氢离子讨论了激光等离子体相互作用物理和超短超强激光等离子体相互作用。最后，我们根据得到的一些相关结论简单的描述了激光等离子体的一些应用。

关键词：激光 等离子体

二、介绍

人类对等离子体的研究从气体放电开始。1879年,英国的Crookes首先发现气体放电管中的电离气体区别于固、液、气三态，将之称为“物质第四态”。1928年,美国的Tonks和Langmuir采用等离子体(Plasma)来描述这种新的物质形态。随后，Vlasov和Landau等人建立了等离子体的动力学描述,这也标志了等离子体物理学的正式建立。到了二十世纪五十年代，在受控热核聚变和空间技术发展的推动下，等离子体物理逐渐发展成熟，成为一个新的、独立的物理学分支。等离子体是一种由大量电子、离子等带电粒子和中性粒子(原子，分子，微

超短脉冲强激光与等离子体的非线性相互作用盛政明

徐至展,

(中国科学院上海光学精密机械研究所

上海

2 0 1 8 0。 )

超短脉冲强激光与等离子体相互作用是近年来令人注目的一个前沿领域、

.

介绍了其中的超短脉冲、

强激光与非稠密等离子体作用中的激光尾波场与尾波场加速器光脉冲频率上转换与脉宽压缩相对论光导等重要研究课题.

还介绍了超短脉冲强激光与固体靶作用中的吸收机制短标尺长等离子体产生..

、

能量输运等有关问题的研究,、

近十年来随着短脉冲高亮度激光技术的P发展人们已可获得脉宽从皮秒 ( s,,

4,尹,、

是光脉冲传播的临界密度

.

由于有质动,

0 1

一

z )至 s lS

力相对论电子质量修正等非线性效应光脉冲在传播过程中会形成相对论光导 (即相对论自

几个飞秒 ( f。/cmZ

,

1 0一

1, s

).

,

而强度高达

1 0“

`一 10 W,

的可见区激光

对于这样的激光其脉宽.

聚焦)

二【`

;

由于有质动力作用光脉冲会激发起,

相当于只有士百个至几个激光振荡周期

激光

大的等离子体尾波场子束至极高的能量tJ光6.

,

这个场可以用来加速电由此可获得短波长相干,

强度的一种衡量方法是用它和基态原子内的电

。一

气光脉冲与等离子体要产,

场

e

~/孟a,

5 14

.

x

10 V l m。

,

e

比较其中,

。

是电

等离子体Vlasov描述：一定温度等离子体粒子以不同轨道随机运动，带电粒子对电磁场的响应依赖粒子轨道，必须采用统计描述。定义粒子分布函数f(x,p,t)，则有Vlasov方程

如果考虑库仑碰撞，有

双流体描述：研究等离子体波的运动（色散关系等），需要使用双流体描述，既考虑电子又考虑离子。

三种波的色散关系、

朗缪波的色散关系：ve为平均速度，

离子声波的色散关系：存在条件

临界密度：ωpe是光波在等离子体中的传播的最小频率，利用ωpe=ω，定义光波可以穿透的最大的等离子体密度n????，称之为临界密度。 (斜入射反转点的密度)n??=n????????????

S、P极化：入射光波的电矢量在入射面内，我们称这种光为P极化光，入射光波的电矢量在入射面外，我们称这种光为S极化光。

WKB近似：场的空间变化很缓慢，等离子体密度变化足够缓慢的近似。 碰撞吸收（逆韧致吸收）：激光在等离子体传播过程中最简单的一种吸收机制是碰撞吸收，又称逆韧致吸收。电子在高频激光电场作用下，快速抖动，这种抖动能量是波的能量的一部分。当电子在抖动过程中与离子发生库伦碰撞时，电子离开波，等离子体从波中得到能量，等离子体的这种吸收机制称为逆韧致吸收。

当这种碰撞时与离子以声波形式

2(犯年第 1 X 0

卷第 6期总第 9期 3

巢湖学院学报f o o J u m目 o Cha hu Co l

N o 6 V o l 10 2的 8.

.

,

.

.

哪

o e i e e G n司 S r目 N 93.

介质阻挡放电产生等离子体简介朱爱国许雪艳朱仁义程民治(巢湖学院物理与电子科学系安徽,

3 (巢湖 2 80

x〕

摘

要:本文简要地介绍了等离子体的墓本概念和来源较为详细地描述了几种常见的放电,,,。

形式并着重讨论了介质阻挡放电对其徽放电的物理机制也作了细致的表述其中还列出了几个影响徽放电的外在因素

文章的最后是对介质阻挡放电的一些实际应用作了较为详细

的探讨

。

关 I词:等离子体;介质阻挡放电;物理过程;应用:中圈分类号 0 3 5 1

文献标识码: A

:文章编号 1 6 7 2

一

8 8 2X ) 6 2 6《( 8 0 )

e

加5吞刁5

作为自然科学荃石的现代物理学已经发展,

体的电离、、

。

电离的气体可以称之为等离子体它,、

众多的科学分支其中包括许多相对独立的子学

,

是由大量带电粒子 (离子电子 )和中性粒子 (原子分子自由基等 )组成的系统,,

科它们正以前所未有的深度和广度推动人类了解自然从更深更广的层次揭示自然界的秘密,,、、、。

。

。

日常生活中很

难接触

2(犯年第 1 X 0

卷第 6期总第 9期 3

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介质阻挡放电产生等离子体简介朱爱国许雪艳朱仁义程民治(巢湖学院物理与电子科学系安徽,

3 (巢湖 2 80

x〕

摘

要:本文简要地介绍了等离子体的墓本概念和来源较为详细地描述了几种常见的放电,,,。

形式并着重讨论了介质阻挡放电对其徽放电的物理机制也作了细致的表述其中还列出了几个影响徽放电的外在因素

文章的最后是对介质阻挡放电的一些实际应用作了较为详细

的探讨

。

关 I词:等离子体;介质阻挡放电;物理过程;应用:中圈分类号 0 3 5 1

文献标识码: A

:文章编号 1 6 7 2

一

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作为自然科学荃石的现代物理学已经发展,

体的电离、、

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电离的气体可以称之为等离子体它,、

众多的科学分支其中包括许多相对独立的子学

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是由大量带电粒子 (离子电子 )和中性粒子 (原子分子自由基等 )组成的系统,,

科它们正以前所未有的深度和广度推动人类了解自然从更深更广的层次揭示自然界的秘密,,、、、。

。

。

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表面等离子体共振技术在蛋白质_蛋白质相互作用研究中的应用

第28卷第11期分析测试学报Vol128No111　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年11月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)1344～1350综　述

表面等离子体共振技术在蛋白质-蛋白质

相互作用研究中的应用

杨　彦,戴　宗,邹小勇

(中山大学　化学与化学工程学院,广东　广州　510275)

摘　要:表面等离子共振(SPR)近年来迅速发展为用于分析生物分子相互作用的一项技术。该技术无需标

记、特异性强、灵敏度高、样品用量小,可实现在线连续实时检测。目前SPR已被广泛应用于免疫学、蛋白

质组学、药物筛选、细胞信号转导、受体/配体垂钓等领域。感器的基本原理和技术流程,综述了SPR在蛋白质-蛋白质相互作用动力学研究、、蛋白质突变和碎片分析、信号转导中的应用以及SPR。指

出SPR通过与光谱、电化学等多技术联用后,。

关键词:表面等离子体共振;蛋白质-;中图分类号:O629173;1::1004-4957(2009)11-1344-07

doi:101j111IProtein-ProteinInteractionsbySurfacePlasmo

等离子 加速器

维普讯资h tt:/pw/http://www.77cn.com.cn

l9 p 第 1 97年 2期等离子阵应用技术快报

9

览可 .分氮压增加，当时于由离等子体密度的变化 极，电位加增溅困射产额随氰分压阴

加增而降低，况积率 降下。故沉积 T的薄N膜的构极结大依地于赖氮分压 i几乎有所iT薄 N膜部具有沿 1 ()向的优先向取+ 1 1但方是在 3 1 mbr氮分压下制备的I薄 T膜显示也× OaN出 0 (射峰。()1 )的强度 随分压的氯增加 而减 Ti薄小膜也具有致密柱的状 构 2结 0衍11峰 N随氯着分压 增到加 1 2bm r以上，样品表面和垂直于品样表面方向 的晶粒尺寸都增× O沿a加 T i膜光学的性和特电 特性也与氮分压密切相关。在的高分氮压下制备的Ti膜具 N有

高 N射反和低率电阻率。薄膜电阻率的变化与薄 结膜构和化学计量的变化有关。具有 ( 1衍高射峰 强度的薄 有膜高的电阻 .具有率学化量计结构薄的膜具有 的低电阻率 。 ) u而卫冰 摘译自 Sara deCa g i"h eo oy9 9 76:ufc n ot se nllg,1 9 0;众丁4板 n '’

襄.

等离子体推动器

一、 为什么要使用电推动器？

1.传统化学推进剂的缺点：

（a）在深空探测中，化学推进剂占航天器重量的绝大部分，有效载荷小，效

率低，造价高。

（附：肼（联氨）-----一种无色发烟的、具有腐蚀性和强还原性的液体化合物NH2－

NH2 [hydrazine],它是比氨弱的碱,通常由水合肼脱水制得, 燃烧热较大主要用作火箭和喷气发动机的燃料,用在制备盐(如硫酸盐)及有机衍生物中）

在探索更远的星球时，化学燃料推动已不可行。

（b）通信卫星长寿命增加（15 年）,为保持轨道定点位置,所需的推进剂越来

越多（使用次数愈来愈多）,大量挤占了有效载荷的重量。因此,大型通信卫星的推进系统改用电推进已势在必行。

目前航天领域广泛使用的化学火箭发动机，对于完成航天器从地面向空间轨道的发射任务，还难以用其它动力装置代替。但由于化学推进的比冲偏小，最大不超过4.6kN*s/kg，所以，如果对于航天器的轨道转移、轨道修正、姿态控制、对接交会、位置保持、南北轨控和星际航行等特殊任务仍然采用化学动力装置，那么就会使一直昂贵的航天器发射成本居高不下，而且也会严重影响其使用寿命。

2.电推进器的优缺点

优点：

（a）效率高―――喷射离子速度远高

等离子体物理学导论ppt课件

Introduction to Plasma Physics 等离子体物理学导论 第四讲 主讲: 陈 耀 主讲: 山东大学空间科学研究院 2009.3 – 2009.6课件: 课件:ftp://219.231.169.37 /download

等离子体物理学导论ppt课件

上讲小结: 上讲小结: 1.4 等离子体物理学基本概念: 等离子体物理学基本概念: 德拜屏蔽, 德拜屏蔽,Langmuir振荡 振荡

1.4 库仑碰撞 库仑碰撞频率 1.5 等离子体物理学研究和描述方法

等离子体物理学导论ppt课件

回顾:德拜屏蔽与德拜势的物理意义: 回顾:德拜屏蔽与德拜势的物理意义: ( 约束与反抗) 约束与反抗 1),德拜屏蔽至少有两个物理效果: ,德拜屏蔽至少有两个物理效果: 抹杀等离子体个体的行为,保证集体行为作为 抹杀等离子体个体的行为 保证集体行为作为 等离子体表现自身的主要方式 保证在大尺度上系统满足准中性 2),德拜长度是基本等离子体时空尺度 , 球内外具有不同的粒子相互作用模式 库仑碰撞 与 集体相互作用 等离子体响应时间 3),德拜屏蔽概念成立的前提是: 德拜球内 ,德拜屏蔽概念成立的前提是: 概念成立的前提是 存

第28卷 第1期 2 0 0 8年 3 月

核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Nuclear Fusion and Plasma Physics

Vol.28, No.1

March 2008

文章编号：0254 6086(2008)01 0090 04

等离子体对高功率微波的防护

杨 耿，谭吉春，盛定仪，杨雨川

(国防科技大学理学院，长沙 410073)

摘 要：提出了用等离子体防护高功率微波破坏电子设备的方法。建立了“介质层-等离子体层-介质层-等离子体层”的反射/吸收模型，其中两层均匀非磁化等离子体厚度各为50mm，等离子体频率为30GHz，等离子碰撞频率为70GHz。计算了微波的透射功率、防护结构的最小防护距离。计算结果表明：对功率10GW、脉冲宽度100ns、

2

天线100m (效率50%)的微波源产生的微波，频率小于30GHz时，将被防护装置反射；频率为31～80GHz时，防护结构的最小防护距离约为5km。

关键词：高功率微波；等离子体；透射功率；防护

中图分类号：O539 文献标识码：A

1 引言

高功率微波武器已经严重威胁到电子设备的安全[1]，前门耦合和后门耦合是高功率微波能量进入