专利名称：飞秒激光团簇尺寸的标定方法
技术领域：
本发明涉及激光团簇相互作用，特别是一种用于飞秒激光团簇相互作用中飞秒激光团簇尺寸的标定方法。
背景技术：
近年来，随着啁啾脉冲放大技术的发展，在小型化激光台式系统上，目前已经实现了时间宽度只有几十飞秒的超短脉冲激光，可聚焦功率密度已达到1018W/cm2甚至更高量级。如此高强度的激光能提供很强的激光场，为研究激光与物质相互作用提供了有力的条件，飞秒激光与团簇相互作用也成为了当前科学研究的热点前沿之一。团簇是介于原子、分子和固体之间的一种中间物质形态，由两个至几百万个原子或者分子构成。所以在超短强激光与团簇相互作用过程的研究中，团簇的尺寸分布是一个不可缺少的重要的参数。如何得到团簇的尺寸分布对研究超短强激光与团簇相互作用有重要的意义。在先技术[I]:R.Karnbach等人提出了通过原子散射结合飞行时间质谱方法测量团族尺寸(详见 R.Karnbach, M.Joppien, J.Stapelfeldt and J.fformer, CLULU:Anexperimental setup for luminescence measurements on van der Waals clusters withsynchrotron radiation, Rev.Sc1.1nstrum.，1993，64(10)，2838-2849)。这种实验方法可较为准确的测量团簇的尺寸以及尺寸分布，但是实验要求非常高，实验中团簇的背压不能很高，即仅能测量较小尺寸的团簇。在先技术[2]:T.Ditmire等人提出了用瑞利散射的方法来确定团簇的平均尺寸(详见 Τ.Ditmire，Τ.Donnelly，Α.Μ.Rubenchik，R.W.Falcone andM.D.Perry, Interaction of intense laser pulses with atomic clusters, Phys.Rev.A.，1996，53(5)，3379-3402)。这种方法的优点是实验易行，在足够弱的入射光强下，团簇不发生碎解，特别是这一方法非常适合于大尺寸团簇的尺寸诊断；但是这种方法只能给出团簇平均尺寸的粗略估计，不能给出关于团簇尺寸分布的任何信息。·

发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种飞秒激光团簇相互作用中飞秒激光团簇尺寸的标定方法，该方法可以得到团簇的平均尺寸以及尺寸分布的准确信息，测量团簇尺寸的范围也很大。本发明技术解决方案如下:—种飞秒激光团簇尺寸的标定方法，其特征在于该方法包括下列步骤:①根据激光团簇相互作用实验中获得的离子飞行时间谱fto(m，j)推导实验上的离子能谱fEo (m, j),包括下列步骤:〈1>所述的离子飞行时间谱和离子能谱分别用矩阵fto(m, j)和fEo(m，j)表述,其中m=l, 2，j=l, 2,矩阵fto(m, j)的第一列fto(m, I)表示离子飞行时间，矩阵fto (m, j)的第二列fto (m, 2)表示对应的飞行时间分布,矩阵fEo (m, j)的第一列fEo (m, I)表示离子能量数据，第二列fEo(m，2)表示对应的离子能量分布；<2>团簇分子组成为AxBy，A为重核原子，B为轻核原子，根据库伦爆炸原理得知飞行时间谱记录的是轻核离子的信号，元素B的质量为mB，飞行距离为L，飞行的时间为fto (m, I)，则B离子的能量为:
权利要求
1.一种飞秒激光团簇尺寸的标定方法，其特征在于该方法包括下列步骤: ①根据激光团簇相互作用实验中获得的离子飞行时间谱fto(m，j)推导实验上的离子能谱fEo (m, j),包括下列步骤: <1>所述的离子飞行时间谱和离子能谱分别用矩阵fto(m，j)和fEo(m，j)表述，其中，m=l, 2，..., M; j=l, 2,矩阵fto(m, j)的第一列fto(m, I)表示离子飞行时间，矩阵fto(m, j)的第二列fto(m, 2)表示对应的飞行时间分布,离子能谱矩阵fEo(m, j)的第一列fEo (m, I)表示离子能量数据，第二列fEo(m，2)表示对应的离子能量分布； <2>团簇分子组成为AxBy，A为重核原子，B为轻核原子，根据库伦爆炸原理得知飞行时间谱记录的是轻核离子的信号，元素B的质量为mB，飞行距离为L，飞行的时间为fto (m, I)，则B离子的能量为:
全文摘要
一种用于飞秒激光团簇相互作用中飞秒激光团簇尺寸的标定方法，包括下列步骤根据激光团簇相互作用实验中获得的离子飞行时间谱推导实验上的离子能谱；模拟团簇尺寸的对数正态分布；模拟团簇半径的分布；模拟团簇的离子能谱；确定最终的团簇半径分布和团簇尺寸分布；完成了团簇尺寸的标定。实验表明，本发明可以探测团簇的尺寸范围很大，能够对团簇平均尺寸实现绝对标定，并且可以得到团簇尺寸分布的准确信息，是一种非常有效的诊断团簇尺寸的方法。
文档编号G01B15/00GK103234491SQ20131014518
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者张辉, 卢海洋, 李松, 李儒新 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所