Стенд для исследования свойств лазерной плазмы, формируемой на жидкоструйных мишенях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описан стенд, предназначенный для изучения эмиссионных свойств лазерной плазмы в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (ЭУФ), формируемой на жидкоструйных мишенях. Для формирования струйной мишени используются импульсный клапан и капилляры различного диаметра. Для возбуждения лазерной плазмы применяется лазер Nd:YAG (длина волны 1064 нм, длительность импульса 11 нс, частота до 10 Гц, энергия импульса 500 мДж). Для исследования эмиссионных спектров используются зеркальный рентгеновский спектрометр, градуированный в абсолютных единицах, спектрометр видимого диапазона Aurora-4000 и микроскоп, работающий в ЭУФ-диапазоне. Также предусмотрено фотографирование формируемых жидкостных струй. В статье приведены конструкция стенда и его основные параметры. Также даны результаты первых экспериментов по исследованию процессов истечения жидкости из различных сопел в вакуум.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Е. Гусева

Институт физики микроструктур Российской академии наук; Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7; 603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23

М. С. Михайленко

Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7

А. Н. Нечай

Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7

А. А. Перекалов

Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7

Н. Н. Салащенко

Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7

Н. И. Чхало

Институт физики микроструктур Российской академии наук

Email: valeriegus@ipmras.ru
Россия, 603087, Нижний Новгород, Академическая ул., 7

Список литературы

  1. Барышева М.М., Пестов А.Е., Салащенко Н.Н., Торопов М.Н., Чхало Н.И. // УФН. 2012. Т. 182. С. 727. https://doi.org/10.3367/UFNr.0182.201207c.0727
  2. Chkhalo N.I., Salashchenko N.N. // AIP Advances. 2013. V. 3. P. 2130.
  3. Chao W., Harteneck B.D., Liddle J.A., Anderson E.H., Attwood D.T. // Nature. 2005. V. 435. P. 1210.
  4. Бибишкин М.С., Забродин И.Г., Клюенков Е.Б., Салащенко Н.Н., Чехонадских Д.П., Чхало Н.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2003. № 2. С. 43.
  5. Smirnov M.B., Becker W. // Phys. Rev. A. 2006. V. 74. P. 013201. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.74.013201
  6. Chkhalo N.I., Garakhin S.A., Golubev S.V., Lopa- tin A.Ya., Nechay A.N., Pestov A.E., Salashchenko N.N., Toropov M.N., Tsybin N.N., Vodopyanov A.V., Yulin S. // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 112. P. 221101. https://doi.org/10.1063/1.5016471
  7. Chkhalo N.I., Garakhin S.A., Lopatin A.Ya., Nechay A.N., Pestov A.E., Polkovnikov V.N., Salashchen- ko N.N., Tsybin N.N., Zuev S.Yu. // AIP Advances. 2018. V. 8. P. 105003. https://doi.org/10.1063/1.5048288
  8. Демидов Р.А., Калмыков С.Г., Можаров А.М., Петренко М.В., Сасин М.Э. // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. № 22. С. 1.
  9. Виноградов А.В., Шляпцев В.Н. // Квантовая электроника. 1987. Т. 14. С.5. https://doi.org/10.1070/QE1987v017n01ABEH006346
  10. Fiedorowicz H., Bartnik A., Szczurek M., Daido H., Sakaya N., Kmetik V., Kato Y., Suzuki M., Matsumura M., Tajima J., Nakayama T., Wilhein T. // Optics Communications. 1999. V. 163. № 1–3. P. 103. https://doi.org/10.1016/S0030-4018(99)00100-5
  11. Jansson P.A.C., Hansson B.A.M., Hemberg O., Otendal M., Holmberg A., de Groot J., Hertz H.M. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. № 13. P. 2256. https://doi.org/10.1063/1.1690874
  12. Гусева В.Е., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Салащенко Н.Н., Чхало Н.И. // Нанофизика и наноэлектроника. 2021. Т. 1. С. 393.
  13. Водопьянов А.В., Гарахин С.А., Забродин И.Г., Зуев С.Ю., Лопатин А.Я., Нечай А.Н., Пестов А.Е., Перекалов А.А., Плешков Р.С., Полковников В.Н., Салащенко Н.Н., Смертин Р.М., Уласевич Б.А., Чхало Н.И. // Квантовая электроника. 2021. Т. 51. С. 700.
  14. Антюшин Е.С., Ахсахалян А.А., Зуев С.Ю., Лопатин А.Я., Малышев И.В., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Пестов А.Е., Салащенко Н.Н., Торопов М.Н., Уласевич Б.А., Цыбин Н.Н., Чхало Н.И., Соловьев А.А., Стародубцев М.В. // ЖТФ. 2022. Т. 92. С. 1202. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.08.52784.80-22
  15. Гусева В.Е., Корепанов М.А., Королева М.Р., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Салащенко Н.Н., Чхало Н.И. // ПТЭ. 2023. № 4. С. 145. https://doi.org/10.31857/S0032816223030217
  16. Hansson B.A.M., Hertz H.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. V. 37. P. 3233. https://doi.org/10.1088/0022-3727/37/23/004
  17. Hansson B.A.M., Hemberg O., Hertz H.M., Berglund M., Choi H.-J., Jacobsson B., Janin E., Mosesson S., Rymell L., Thoresen J., Wilner M. // Rev. Sci. Instr. 2004. V. 75. P. 2122. https://doi.org/10.1063/1.1755441
  18. Fogelqvist E., Kördel M., Selin M., Hertz H.M. // J. Appl. Phys. 2015. V. 118. P. 174902. https://doi.org/10.1063/1.4935143

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оптическая схема установки: 1 – зона разряда, 2 – фокусирующая линза, 3 – корпус установки, 4 – оптический ввод, 5 – отклоняющая призма, 6 – делительная пластинка, 7 – детектор мощности лазера, 8 – лазер Nd:YAG, 9 – измеритель мощности, 10 – ЭУФ-спектрометр, 11 – зеркало, 12 – детектор излучения, 13 – МР-микроскоп, 14 – выпуклое зеркало, 15 – вогнутое зеркало, 16 – детектор.

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Устройство зеркального спектрометра: 1 – многослойное рентгеновское зеркало, 2 – шаговый двигатель, 3 – входной пленочный фильтр, 4 – выходной пленочный фильтр, 5 – детектор.

Скачать (173KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема вакуумной откачки: 1 – баллон с газом, 2 – редуктор, 3 – объем с жидкостью, 4 – манометр, 5 – запорный клапан, 6 – форсунка, 7 – сопло, 8 – криогенный насос, 9 – корпус установки, 10 – форвакуумный насос, 11 – клапан, 12 – датчик ПМТ-2, 13 – датчик ПММ-32.

Скачать (137KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фото сопла: 1 – форсунка, 2 – крепеж, 3 – игла.

Скачать (109KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Истечение изопропилового спирта в атмосферу через форсунку при Р = 4 бар, α = 8.5˚, τ = 800 мкс (а) и в вакуум через форсунку при Р = 4 бар, α = 35˚, τ = 800 мкс (б).

Скачать (140KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Истечение изопропилового спирта в атмосферу через иглу при Р = 4 бар, α = 2.5˚, τ = 800 мкс (а) и в вакуум через иглу при Р = 4 бар, α = 11˚, τ = 800 мкс (б).

Скачать (383KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Эмиссионный спектр изопропилового спирта в спектральном диапазоне 2.5–4.5 нм, полученный на зеркальном спектрометре.

Скачать (64KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Эмиссионный спектр изопропилового спирта в спектральном диапазоне 10–18 нм, полученный на зеркальном спектрометре.

Скачать (62KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024