位相恢复法与X射线激光等离子体密度诊断.pdf

　第 12 卷　第 2 期 强 激 光 与 粒 子 束 . 12, . 2　 V o l N o 　2000 年 4 月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S A p r. , 2000　 文章编号: 　1001—4322 (2000) 02—0191—05 位相恢复法与 X 射线激光等离子体密度诊断 郑无敌 (北京应用物理与计算数学研究所, 北京 8009 信箱 12 分箱, 100088) 　　摘　要: 　详细介绍了XUV 波段 Gabo r 全息及位相恢复法去除 Gabo r 全息孪生像的全部过程, 分 析了X 射线激光 Gabo r 全息术对等离子体和实验条件的要求, 编程对全息图的制作、反演以及位相恢 复法的全过程进行了模拟, 并对三个模型进行了计算比较。 　　关键词: 　X 射线激光; 　Gabo r 全息术; 　位相恢复法 　　中图分类号: 　 434. 14, 436. 1　　　　文献标识码: 　 O O A 　　等离子体密度诊断, 在 ICF 和X 射线激光研究中, 有重要意义, 目前激光等离子体状态的演变过 程, 主要靠计算机模拟, 直观测量激光等离子体密度及其演变过程。 射线激光技术的迅猛发展, 使得 X X 射线激光在高密度等离子体密度诊断的应用上成为可能。由于适用于短波长X 射线的光学元器件造价 ( ) 昂贵, 且物理指标 如反射率等 达不到要求, 因而X 射线激光等离子体诊断的方式目前仅限于背景照 相、 条纹法、 全息和无透镜傅里叶变换全息术等。 全息术是最简单的全息术, 见图 1, M o ire Gabo r Gabo r 它几乎不需要任何光学元器件, 在实验上类似于背景照相。但是因为共轴孪生像的存在, 不能得到清晰 的物像, 尤其在物场很复杂, 本文介绍的位相恢复法, 在做一次测量的基础上, 对 X 射线全息照片数值 化, 然后进行计算机迭代, 是一个去除孪生像的有效方法。 1　原理 1. 1　全息记录与再现过程 　　假设入射 射线激光场为平面波, 波长为 , 振幅为 , 坐标如图 1 所示, 具有二维结构的物场为 X B ( ) ( ) ( ) 1- a x , y , a x , y 描述等离子体的不透明度 包含散射和吸收 , 全息底片置于 z 处, 根据菲涅耳惠更 斯原理, 则在全息图位置, 满足条件(x 2 + y 2 ) 12 z 区域的场为 + ∞+ ∞ B j k 2