WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

В эксперименте в качестве нагрузок использовали многопроволочные «звездоподобные» сборки (лайнеры). Электронную температуру определяли по отношению интенсивностей диэлектронных сателлитов и резонансных линий [H]- и [He]- подобных ионов Mg. Электронную плотность определяли из отношения интенсивностей w и интеркомбинационной линии Mg. В данной главе подробно описан метод измерения и обоснован выбор спектральных линий, использованных для определения параметров плазмы [15-17].

В четвертой главе, на основании анализа литературных источников, рассмотрены некоторые методы рентгеновской и ВУФ спектроскопии. При этом основное внимание уделялось методам определения параметров плазмы по спектрам водородоподобных и гелиеподобных ионов.

В пятой главе проведено описание разработки нового светосильного спектрографа на основе цилиндрического многослойного зеркала. Проведён сравнительный анализ ранее разработанных методов регистрации спектров в рентгеновском и ВУФ диапазонах. Обоснована актуальность использования многослойных структур в фокусирующих схемах рентгеновских спектрографов. Разработана конструкция нового фокусирующего спектрографа на основе схемы Гамоша с многослойной структурой W/B4C в качестве диспергирующего элемента.

В шестой главе представлены результаты экспериментов по регистрации спектров лазерной плазмы с помощью разработанного фокусирующего спектрометра на основе схемы Гамоша с многослойной структурой в качестве диспергирующего элемента.

Проведено сравнение коэффициентов отражения многослойной структуры и кристалла слюды. Для этого кристалл слюды с многослойным зеркалом устанавливался в спектрометре таким образом, чтобы многослойное зеркало (W/B4C) занимало половину действующей апертуры спектрометра. Спектры от многослойной структуры и от кристалла слюды формировались одновременно на оси спектрометра и регистрировались одним и тем же ПЗС детектором.

Примеры спектров приведены на рис.5. Так как многослойная структура (МС) и кристалл слюды имеют разные межплоскостные периоды 2d (24 A и 19,88 A соответственно), приведены две шкалы длин волн. Используя интегральные интенсивности линий, можно оценить отношение интегральных коэффициентов отражения, которое составило для (=8,4 A (резонансная линия Ly [H]-подобного иона Mg) ( ( (МC)/((слюда)=1.3(0,14 ((11%).

Рис.5. Рентгеновский спектр Mg лазерной плазмы (28.09.06 №8), зарегистрированный одновременно с помощью многослойной структуры (верхняя шкала) и кристалла слюды (нижняя шкала). Отмечены резонансные линии Ha и Hea водородоподобного ([H]-) и гелиеподобного ([He]-) ионов Mg, сателлитные линии (S) и линии главной серии в [He]-поодобном ионе.

Для регистрации спектров в диапазоне 30-40 A в качестве диспергирующего элемента применялось многослойное рентгеновское зеркало, состоящее из пар слоев Cr и Sc с периодом d = 3.75 нм (зеркало изготовлено в ИФМ РАН, Нижний Новгород).

В качестве детектора излучения использовалась ПЗС линейка Toshiba TCD 1304AP, имеющая 3724 элемента шириной 8 мкм и 200 мкм высотой каждый.

Для расширения спектрального диапазона детектора (вплоть до = 30 – 40 ) активная область ПЗС детектора соединялась с волоконной шайбой, на которую наносился тонкий слой (~10 мкм) люминофора. Фокусирующая геометрия спектрометра наряду с высокой эффективностью ПЗС детектора обеспечивают высокую чувствительность прибора. Это позволяло регистрировать рентгеновские спектры в этих экспериментах при малых энергиях лазерного импульса (вплоть до 1 мДж).

На рис. 6 приведен спектр излучения плазмы углерода, зарегистрированный с помощью Cr/Sc многослойного зеркала в качестве дисперсионного элемента.

Спектральное разрешение (/(( ~ 100 позволило наблюдать резонансные линии [H]- и [He]- подобных ионов и переход (1-3) в [He]-подобном ионе.

Рис.6. ВУФ спектр CVI-CV ионов углерода. Отмечены резонансные линии водородоподобного ([H]-) и гелиеподобного ([He]-) ионов углерода и переход 1-3 в [He]-ионе.

Таким образом продемонстрирована возможность регистрации спектров плазмы в «водяном окне». Проведенные исследования показали перспективность применения МС в фокусирующих спектрометрах.

Заключение В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработан спектроскопический метод для измерения электронной температуры Te лазерной плазмы Fe и плазмы Fe в А-К промежутке установки “Z-Machine”. Этот метод основан на сравнении ВУФ спектров, зарегистрированных в А-К промежутке со спектрами хорошо диагностируемой лазерной плазмы и теоретическими расчётами.

Разработанный спектральный метод ВУФ диагностики Fe плазмы позволяет измерять электронную температуру в широком диапазоне Te =50-300 эВ. Этот метод может применяться не только для диагностики плазмы Fe, но так же для плазм других тяжелых элементов.

2. Получено значение электронной температуры плазмы, создаваемой в А-К зазоре Te=(200 ( 30) эВ. Это значение было получено по результатам анализа спектров лазерной плазмы, теоретических расчетов, а так же данных, полученных в экспериментах на установке “Z-Machine”, в результате наблюдения положения максимума спектрального распределения (( ) в max диапазоне ( ~50-70 A в предположении коронального ионизационного равновесия. Так же, в результате наблюдения максимальной степени ионизации FeXVII была получена оценка электронной температуры Te =  = (190(60) эВ. При этом значение не зависит от типа ионизационного равновесия.

3. Впервые в качестве диспергирующего элемента в фокусирующих рентгеновских спектрометрах были применены короткопериодные многослойные структуры (МС), нанесенные на кристалл слюды.

Многослойная структура W/B4C с периодом d = 12 нанесена на плоскую поверхность кристалла слюды с последующим изгибом на радиус R =20 мм. С использованием разработанного нового фокусирующего спектрометра на основе схемы Гамоша с многослойной структурой в качестве диспергирующего элемента зарегистрированы спектры [H]- и [He]- подобных ионов Mg в лазерной плазме со спектральным разрешением (/((~200.

4.Впервые зарегистрированы спектры лазерной плазмы в ВУФ области спектра (30 - 40 A) с использованием новых фокусирующих многослойных структур. Благодаря высокой чувствительности спектрометра спектры регистрировались за одну вспышку лазера при очень низкой энергии лазерного импульса: 1-10 мДж. Применение новых спектрометров позволит измерять температуру электронов в диапазоне Те~50-100 эВ, реализуемом в плазменных установках для проекционной ВУФ литографии и микроскопии.

Литература Б. Эдлен, УФН 89 (3), 483-510 (1966).

Г. Грим, Спектроскопия плазмы. Атомиздат, М., 1969.

Диагностика плазмы. Под ред. Р. Хаддлстоуна и С. Леонарда. “Мир,” М., 1967.

Методы исследования плазмы. Под ред. В. Лохте-Хольтревена. “Мир,” М., 1971.

W. A. Stygar, H. C. Ives, D. L. Fehl, et al, Phys. Rev.E 69, 046403 (2004) M.S. Bibishkin, N.I. Chkhalo, A.A. Fraerman et al., Nucl. Instrum. and Methods A 543, 333, (2005).

А.П. Шевелько, Д.Е. Блисс, Е.Д. Казаков и др.,, Физика Плазмы, Т.34, № 11, с.1-12 (2008) М.С. Бибишкин, Е.Д. Казаков, В.И. Лучини др., Квантовая Электроника, Т. 38, № 2, с. 169-171 (2008).

Ю.Э.Бороздин, Е.Д. Казаков, В.И. Лучин и др. Письма в ЖЭТФ, Т.87, вып.1, с. 33-35 (2008).

Vivek Bakshi, EUV Sources for lithography, Ed. SPIE Press, Bellingham, Washington, USA, Рентгеновская оптика и микроскопия./ Под ред. Г. Шмаля, Д. Рудольфа.

М.: Мир, Л. И. Рудаков, М. В. Бабыкин, А. В. Гордеев и др. Генерация и фокусировка сильноточных релятивистких электронных пучков. М.:

Энергоатомиздат, 1990.

Бойко В.А., Крохин О.Н., Склизков Г.В. // Труды ФИАН. 1974. Т.76. С.186.

Ананьин О. Б., Афанасьев Ю. В., Быковский Ю. А., Крохин О. Н., «Лазерная плазма.», М.: МИФИ, 2003.

Л. П. Пресняков. УФН 119, 49 – 74 (1976).

Вайнштейн Л.А., Сафронова У.И., Урнов А.М. // Труды ФИАН. 1980. Т.119.

С.13.

Виноградов А.В., Скобелев И.Ю., Юков Е.А. // Квантовая электроника.

1975. Т.2. С.Публикации автора по теме диссертации Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 4 журналах, включенных ВАК РФ в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий:

М.С. Бибишкин, Е.Д. Казаков, В.И. Лучин, Н.Н. Салащенко, В.В.

Чернов, Н.И. Чхало, А.П. Шевелько, «Новые фокусирующие многослойные структуры для рентгеновской спектроскопии плазмы.», Квантовая Электроника, Т. 38, № 2, с. 169-171 (2008), Ю.Э.Бороздин, Е.Д. Казаков, В.И. Лучин, Н.Н. Салащенко, И. Ю. Толстихина, В.В. Чернов, Н.И. Чхало, А.П. Шевелько, О. Ф. Якушев, «Рентгеновская и ВУФ спектроскопия плазмы с использованием новых фокусирующих многослойных структур.» Письма в ЖЭТФ, Т.87, вып.1, с. 3335 (2008), V. V. Ivanov, V. I. Sotnikov, A. Haboub, A.P. Shevelko, A.L. Astanovitskiy, A. Morozov, E. D. Kazakov, and S.D. Altemara, «Mitigation of the PlasmaImplosion Inhomogeneity in Starlike Wire-Array Z Pinches.», Phys. Rev. Lett., 100, 025004 (2008) А.П. Шевелько, Д.Е. Блисс, Е.Д. Казаков, М.Г. Мазаракис, Д.С.

МакГарн, Л.B. Найт, К.В. Струве, И.Ю. Толстихина, Т. Уикс, «ВУФ спектроскопия плазмы, создаваемой в конечном анод-катодном промежутке сильноточного импульсного генератора "Z-Machine" (SNL).», Физика Плазмы, Т.34, № 11, с.1-12 (2008)

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»