CN108037471A - 高密度等离子体产生的磁场的测量装置和测量方法 - Google Patents

Abstract

一种用于强激光驱动高密度等离子体产生磁场的测量装置和测量方法，该装置包括两凸透镜组成的4f系统，四分之一波片，偏振分束器，偏振器，CCD相机，电脑终端；公开了一种超快非接触式磁场测量方法。利用该装置及方法可解决用法利第旋转效应和泵浦探测法测量强激光驱动高密度等离子体产生磁场的实验中，主脉冲的散射光会对探测光所携带的信息造成干扰的问题，从而提高了磁场测量准确度。

Description

高密度等离子体产生的磁场的测量装置和测量方法

技术领域

本发明涉及磁场，具体涉及一种用于强激光驱动高密度等离子体产生的磁场测量装置和测量方法。

背景技术

惯性约束聚变中的快点火方案已经引起世界各地科研人员研究相对论强激光在等离子体中传播问题的兴趣，在激光与等离子体复杂相互作用中一个重要因素就是很强的自生准静态磁场的存在，它是由于强激光在传播方向上驱动快电子产生很强的电流，进而产生强磁场，这样强的磁场可以影响激光的传播及快电子的输运，除了有质动力和相对论自聚焦效应，还会导致磁聚焦效应，产生各种等离子体不稳定性，如超热电子输运过程中会伴随着冷电子回流，产生不稳定性而成丝，大尺度的磁场会分裂成小尺度的环形磁场，对快点火来说是不小的挑战。因此对磁场的超快测量对于理解激光等离子体相互作用具有重要意义。

因激光器产生的飞秒激光会伴随有预脉冲，主脉冲与预脉冲间的强度对比度一般为10⁵：1，在主脉冲到来之前，预脉冲会使样品电离，形成预等离子体，然后主脉冲与预等离子体作用，在激光传播方向上产生超快电子，超快电子向样品内部传输，极短时间大量电子会形成千安级电流，伴随产生环绕电流的兆高斯强度的磁场。

平面偏振的探测光穿过作用区域，上述过程产生的兆高斯强度的环向磁场中与探测光平行的分量会使探测光偏振方向发生旋转，如附图3所示，旋转角度由法拉第旋转效应给出：

其中是围绕电流的环向磁场，e,m,c和n_c分别是电子电荷，电子质量，光速和临界密度，n_e是探测光传播路径上的电子密度，n_e取0.1n_c，ds是探测光穿过预等离子体路径l的微元。

分别从主脉冲激光上下位置穿过等离子体区域的探测光会往相反方向偏转，出射的探测光携带有磁场信息，再经过第一凸透镜和第二凸透镜成像，经过四分之一波片成为椭圆偏振光，经过偏振分束器分束，成为两强度不同、偏振方向正交的偏振光，一束经过第一偏振器，在第一CCD相机上成像，另一束经过第二偏振器后在第二CCD相机上成像，两相机上(i＝1,2)成像强度可这样计算：

其中I₀是进入耙室之前的初始探测光强度，T₁是偏振分束器的透过率，T₂是偏振分束器的反射率，p₁和p₂是与探测脉冲光的偏振对比度相关的参数,两相机上光强对比

在目前光强条件下，上面光强对比函数是的单调函数，从而可以由(3)式解出再由(1)式解出磁场的分布情况。

在这方面一个典型的实验是M.Borghesi(M.Borghesi et al.,Physical ReviewLetters 80(23),5137(1998))完成的，首先让一束脉宽400ps，波长0.527μm，强度10¹³W/cm²的激光打在100到500nm厚的塑料靶上，从而产生预等离子体，然后再让一束适当延迟的波长1.054μm，功率5～10TW，脉宽1-3ps的主脉冲激光聚焦到预等离子体上，强度在(3～9)×10¹⁸W/cm²，从主脉冲分出来的探测光经压缩和拉曼频移后，波长变成0.622μm，再通过法拉第旋转效应测的磁场空间分辨率在2～3μm。但由于在此实验中探测光会伴随着大量的来源于主脉冲的散射光，从而对探测光所携带的信息造成干扰以及激光脉冲的不稳定性、主脉冲光与探测脉冲光之间零延时点的控制精度不高也会影响磁场测量准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于强激光驱动高密度等离子体产生的磁场的测量装置和测量方法，利用该装置能实现对激光高密度等离子体相互作用中强度高达兆高斯的自生磁场二维分布的超快测量，解决了主脉冲的散射光会对探测光所携带的信息造成干扰的问题，得到时间尺度在皮秒量级的磁场随时间的演化信息。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于强激光驱动高密度等离子体产生磁场的测量装置，其特点在于，该装置包括第一凸透镜和第二凸透镜组成4f系统、四分之一波片、偏振分束器、第一偏振器、第二偏振器、第一CCD相机、第二CCD相机、第一电脑终端和二电脑终端，

沿输出光方向依次是所述的第一凸透镜、第二凸透镜、四分之一波片和偏振分束器,该偏振分束器将入射光分成偏振方向互相垂直的透射光和反射光，在所述的透射光方向依次是第一偏振器、第一CCD相机和第一电脑终端，在所述的反射光方向依次是所述的第二偏振器、第二CCD相机和第二电脑终端。

所述偏振分束器为沃拉斯顿棱镜、Rochon棱镜或尼科耳棱镜。

利用上述超快测量装置对强激光驱动高密度等离子体产生磁场的测量方法，包括如下步骤：

1)搭建光路，设置激光器参数：使所述的激光器输出能量低于毫焦耳的高频飞秒激光脉冲，沿所述的激光器输出的飞秒激光脉冲方向依次是所述的快门、分束器，分束器将所述的飞秒激光脉冲分成两束，能量高的一束作为主脉冲光，能量低的一束作为探测脉冲光，在所述的主脉冲光方向依次是第三凸透镜、第四凸透镜、抛物面反射镜、真空耙室和固体样品靶，所述的固体样品靶放在所述的步进电机控制的多轴位移台上，所述的多轴位移台放在所述的真空耙室中，沿所述的探测脉冲光方向依次是第一平面反射镜和第二平面反射镜组成的延迟光路，反射镜、真空耙室和固体样品靶，所述的磁场测量装置放在所述的真空耙室输出光方向；

2)调节所述的抛物面反射镜和所述的反射镜，使探测脉冲光与主脉冲光在所述的真空耙室中的传播方向垂直，探测脉冲光在主脉冲光的焦点处与主脉冲光交汇，主脉冲光的焦点在所述的探测脉冲光的中心，通过步进电机驱动多轴位移平台运动，带动固体样品靶运动，使固体样品靶中心刚好在主脉冲光的焦点处，并且靶面正对主脉冲光，在所述的激光器与所述的快门之间，利用偏振器和光功率计检测激光器输出激光的偏振特性，如果不是平面偏振光，则在激光器与快门之间的光路上加一个偏振器，使激光器输出的光成为平面偏振光，移动所述的第一凸透镜和第二凸透镜组成的4f系统，使所述的固体样品靶在所述的第一CCD相机和第二CCD相机的上成的像清晰；旋转所述的第一偏振器的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₁，反方向旋转所述的第二偏振器的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₂，θ₁与θ₂大小相同，方向相反，使所述的固体样品靶(8)在所述的第一CCD相机和第二CCD相机上的像明亮；调节所述的延迟光路，直至在所述的第一CCD相机和第二CCD相机上观察到主脉冲光与探测脉冲光形成的干涉条纹，则主脉冲与探测脉冲之间的延迟时间τ为0；关闭真空耙室，抽真空，使真空靶室的压强降到10^-2帕以下，设置所述的激光器参数，使输出激光脉冲能量为毫焦耳量级，激光器输出光的重复频率为1Hz,设置快门，使每次仅一个脉冲通过，同一延时下磁场分布已测量的次数记为n，同一延时下磁场分布总测量次数记为N,n初值取为1,N取6-8为宜；

3)挡住所述的主脉冲光，按下快门，单独让所述的探测光脉冲进入真空耙室，在所述的第一CCD相机和第二CCD相机记录探测光的光强分布，第一CCD上记录的光强分布记为I₁ ⁰，第二CCD上记录的光强分布记为I₂ ⁰；

4)挡住所述的探测光脉冲，按下快门，单独让所述的主脉冲光进入真空耙室打在固体样品靶上，在所述的第一CCD上记录的光强分布记为I₁′，第二CCD上记录的光强分布记为I₂′；

5)记I₁′中最大值与I₁ ⁰中最大值的比值为q₁，记I₂′中最大值与I₂ ⁰中最大值的比值为q₂，如果q₁和q₂均介于10³～10⁴之间，则所述的第一偏振器和第二偏振器相对于完全消光位置的偏转角度合适，进入下一步；如果q₁>10⁴或q₂>10⁴，减小所述的第一偏振器相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，减小所述的第二偏振器相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；如果q₁<10³或q₂<10³，增大所述的第一偏振器相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，增大所述的第二偏振器相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；否则,更换所述的分束器,返回第3)步；

6)按下快门，让探测光与主脉冲光同时进入真空耙室，在所述的第一CCD相机上记录的光强分布记为I₁″，第二CCD相机上记录的光强分布记为I₂″；

7)分别计算如果r1和r2均在10％以内，则进入下一步，如果r1和r2大于10％，返回第6)步；

8)将(I₁″-I₁′)代替式中的I₁，将(I₂″-I₂′)代替式中的I₂，T₁是所述的偏振分束器的透过率，T₂是所述的偏振分束器的反射率，p₁和p₂是与探测脉冲光的偏振对比度相关的参数，均取1，将θ₁，θ₂代入上式计算出再由计算出此延时条件下磁场的分布其中e、m、c和n_c分别是电子电荷、电子质量、光速和临界密度，n_e是探测光传播路径上的电子密度，n_e取0.1n_c，ds是探测光穿过预等离子体路径l的微元；

9)令n＝n+1,当n小于等于N时，返回第6)步，否则输出τ延时下磁场的分布进入下一步；

10)调节所述的延迟光路，令τ＝τ+0.1皮秒，如果τ小于3皮秒，返回第6)步，否则结束测量，最终可得到激光与高密度等离子体相互作用中的自生磁场随时间的演化信息其中τ为0.1，0.2，……，2.9，3.0，单位为皮秒。

本发明的技术效果如下：

⑴本发明通过将携带磁场信息的探测光与主脉冲光的散射光作差，解决了主脉冲的散射光会对探测光所携带的信息造成干扰的问题；通过选用稳定的激光脉冲和多次测量法减少了激光脉冲不稳定性对磁场测量的影响，提高了磁场测量准确度。

⑵通过在电脑终端上观察主脉冲光与探测脉冲光重叠区域是否出现干涉条纹精确找到了零延时点，精度得到了极大的提高，然后逐渐改变主脉冲光与探测脉冲光之间的延时，得到了高密度等离子体中激光焦点附近兆高斯级自生磁场随时间的演化信息，为进一步理解强激光与临界密度附近等离子体的相互作用提供了有力工具。

⑶本发明采用飞秒激光，实现了磁场测量时间分辨率在几十飞秒量级，随着更短脉冲宽度激光的发展，时间分辨率可进一步得到提高。

⑷因为探测脉冲光覆盖了主脉冲光焦点，实现了在主脉冲光焦点附近的近临界密度的等离子体的二维磁场分布的非接触式测量。

附图说明

图1是本发明磁场测量装置结构示意图。

图2是本发明具体实施例的方案图。

图3是法拉第旋转效应示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图1，图1是本发明磁场测量装置结构示意图。由图可见，本发明用于强激光驱动高密度等离子体产生的磁场的测量装置，包括第一凸透镜9和第二凸透镜10组成4f系统、四分之一波片11、偏振分束器12、第一偏振器13、第二偏振器15、第一CCD相机14、第二CCD相机16、第一电脑终端17和二电脑终端18，

沿输出光方向依次是所述的第一凸透镜9、第二凸透镜10、四分之一波片11和偏振分束器12,该偏振分束器12将入射光分成偏振方向互相垂直的透射光和反射光，在所述的透射光方向依次是第一偏振器13、第一CCD相机14和第一电脑终端17，在所述的反射光方向依次是所述的第二偏振器15、第二CCD相机16和第二电脑终端18。

所述偏振分束器为沃拉斯顿棱镜、Rochon棱镜或尼科耳棱镜。

利用上述磁场测量装置对强激光驱动高密度等离子体产生磁场的测量方法，包括如下步骤：

1)参照附图2，搭建光路，设置激光器1参数，使其输出能量为1×10^-4焦,输出中心波长为800nm，脉宽为30fs，重复频率为1000Hz的飞秒激光，所述的飞秒激光依次经过快门19、分束器2，所述的分束器2将所述的飞秒激光分成两束，选用分束比为反射：透射是92:8的分束器，反射的一束作为主脉冲光，透射的一束作为探测脉冲光，所述的主脉冲光经凸透镜20和凸透镜21准直后，被抛物面反射镜3聚焦到真空耙室7，所述的探测脉冲光经平面反射镜5和平面反射镜6组成的延迟光路后，再被反射镜4反射到所述的真空耙室7，固体样品靶8放在步进电机22控制的多轴位移台23上，所述的多轴位移台23放在所述的真空耙室7中，所述的磁场测量装置放在所述的真空耙室7输出光方向，偏振分束器12选用沃拉斯顿棱镜；

2)调节所述的抛物面反射镜3和所述的反射镜4，使探测脉冲光与主脉冲光在所述的真空耙室7中的传播方向垂直，所述的探测脉冲光在主脉冲光的焦点处穿过所述的主脉冲光，通过步进电机22驱动所述的多轴位移平台23运动，带动固体样品靶8运动，使固体样品靶8的中心刚好在主脉冲光的焦点处，并且靶面正对主脉冲光，在所述的激光器1与所述的快门19之间，利用偏振器和光功率计检测激光器1输出激光的偏振特性，如果不是平面偏振光，则在所述的激光器1与快门19之间的光路上加一个偏振器，使激光器1输出的光成为平面偏振光，移动所述的第一凸透镜9和第二凸透镜10组成的4f系统，使所述的固体样品靶(8)在所述的第一CCD相机14和第二CCD相机16的上成的像清晰；旋转所述的第一偏振器13的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₁，反方向旋转所述的第二偏振器15的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₂，θ₁与θ₂大小相同，方向相反，使所述的固体样品靶(8)在所述的第一CCD相机14和第二CCD相机16上的像明亮；调节所述的延迟光路，直至在所述的第一CCD相机14和第二CCD相机16上观察到主脉冲光与探测脉冲光形成的干涉条纹，则主脉冲与探测脉冲之间的延迟时间τ为0；关闭真空耙室，抽真空，使真空靶室的压强降到10^-2帕以下，设置所述的激光器1的参数，使输出激光脉冲能量为毫焦耳量级，激光器输出光的重复频率为1Hz,设置快门19，使每次仅一个脉冲通过，同一延时下磁场分布已测量的次数记为n，同一延时下磁场分布总测量次数记为N,n初值取为1,N取6-8为宜；

3)挡住所述的主脉冲光，按下快门19，单独让所述的探测光脉冲进入真空耙室7，在所述的第一CCD相机14和第二CCD相机16记录探测光的光强分布，第一CCD相机14上记录的光强分布记为I₁ ⁰，第二CCD相机16上记录的光强分布记为I₂ ⁰；

4)挡住所述的探测光脉冲，按下快门19，单独让所述的主脉冲光进入真空耙室7打在样品8上，在所述的第一CCD相机14上记录的光强分布记为I₁′，第二CCD相机16上记录的光强分布记为I₂′；

5)记I₁′中最大值与I₁ ⁰中最大值的比值为q₁，记I₂′中最大值与I₂ ⁰中最大值的比值为q₂，如果q₁和q₂均介于10³～10⁴之间，则所述的第一偏振器13和第二偏振器15相对于完全消光位置的偏转角度合适，进入下一步；如果q₁>10⁴或q₂>10⁴，减小所述的第一偏振器13相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，减小所述的第二偏振器15相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；如果q₁<10³或q₂<10³，增大所述的第一偏振器13相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，增大所述的第二偏振器15相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；否则,更换所述的分束器(2),返回第3)步；

6)按下快门19，让所述的探测光与主脉冲光同时进入真空耙室7，所述的第一CCD相机14上记录的光强分布记为I₁″，第二CCD相机16上记录的光强分布记为I₂″；

7)分别计算如果r1和r2均在10％以内，则进入下一步，如果r1或r2大于10％，返回第6)步；

8)将(I₁″-I₁′)代替式中的I₁，将(I₂″-I₂′)代替式中的I₂，T₁是所述的偏振分束器12的透过率，T₂是所述的偏振分束器12的反射率，p₁和p₂是与探测脉冲光的偏振对比度相关的参数，均取1，将θ₁，θ₂代入上式计算出再由计算出此延时条件下磁场的分布其中e、m、c和n_c分别是电子电荷、电子质量、光速和临界密度，n_e是探测光传播路径上的电子密度，n_e取0.1n_c，ds是探测光穿过预等离子体路径l的微元；

9)令n＝n+1,当n小于等于N时，返回第6)步，否则输出τ延时下磁场的分布进入下一步；

10)调节所述的延迟光路，令τ＝τ+0.1皮秒，如果τ小于3皮秒，返回第6)步，否则结束测量，最终得到激光与高密度等离子体相互作用中的自生磁场随时间的演化信息其中τ为0.1，0.2，……，2.9，3.0，单位为皮秒。

实验表明，本发明利用该装置能实现对激光高密度等离子体相互作用中强度高达兆高斯的自生磁场二维分布的超快测量，解决了主脉冲的散射光会对探测光所携带的信息造成干扰的问题，得到时间尺度在皮秒量级的磁场随时间的演化信息。

Claims (3)

1.一种用于强激光驱动高密度等离子体产生的磁场的测量装置，其特征在于，包括第一凸透镜(9)和第二凸透镜(10)组成4f系统、四分之一波片(11)、偏振分束器(12)、第一偏振器(13)、第二偏振器(15)、第一CCD相机(14)、第二CCD相机(16)、第一电脑终端(17)和二电脑终端(18)，

沿输出光方向依次是所述的第一凸透镜(9)、第二凸透镜(10)、四分之一波片(11)和偏振分束器(12),该偏振分束器(12)将入射光分成偏振方向互相垂直的透射光和反射光，在所述的透射光方向依次是第一偏振器(13)、第一CCD相机(14)和第一电脑终端(17)，在所述的反射光方向依次是所述的第二偏振器(15)、第二CCD相机(16)和第二电脑终端(18)。

2.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述偏振分束器为沃拉斯顿棱镜、Rochon棱镜或尼科耳棱镜。

3.利用权利要求1所述的磁场测量装置对强激光驱动高密度等离子体产生磁场的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)搭建光路，设置激光器(1)参数：使所述的激光器(1)输出能量低于毫焦耳的高频飞秒激光脉冲，沿所述的激光器(1)输出的飞秒激光脉冲方向依次是快门(19)、分束器(2)，该分束器(2)将飞秒激光脉冲分成两束，能量高的一束作为主脉冲光，能量低的一束作为探测脉冲光，在所述的主脉冲光方向依次是第三凸透镜(20)、第四凸透镜(21)、抛物面反射镜(3)、真空耙室(7)和固体样品靶(8)，所述的固体样品靶(8)放在步进电机(22)控制的多轴位移台(23)上，该多轴位移台(23)放在真空耙室(7)中，沿所述的探测脉冲光方向依次是第一平面反射镜(5)和第二平面反射镜(6)组成的延迟光路，反射镜(4)、真空耙室(7)和固体样品靶(8)，所述的磁场测量装置放在所述的真空耙室(7)输出光方向；

2)调节所述的抛物面反射镜(3)和所述的反射镜(4)，使探测脉冲光与主脉冲光在所述的真空耙室(7)中的传播方向垂直，所述的探测脉冲光在主脉冲光的焦点处穿过所述的主脉冲光，通过步进电机(22)驱动所述的多轴位移平台(23)运动，带动固体样品靶(8)运动，使固体样品靶(8)的中心刚好在主脉冲光的焦点处，并且靶面正对主脉冲光，在所述的激光器(1)与所述的快门(19)之间，利用偏振器和光功率计检测激光器(1)输出激光的偏振特性，如果不是平面偏振光，则在所述的激光器(1)与快门(19)之间的光路上加一个偏振器，使激光器(1)输出的光成为平面偏振光，移动所述的第一凸透镜(9)和第二凸透镜(10)组成的4f系统，使所述的固体样品靶(8)在所述的第一CCD相机(14)和第二CCD相机(16)的上成的像清晰；旋转所述的第一偏振器(13)的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₁，反方向旋转所述的第二偏振器(15)的角度，使其相对完全消光位置的偏离角度为θ₂，θ₁与θ₂大小相同，方向相反，使所述的固体样品靶(8)在所述的第一CCD相机(14)和第二CCD相机(16)上的像明亮；调节所述的延迟光路，直至在所述的第一CCD相机(14)和第二CCD相机(16)上观察到主脉冲光与探测脉冲光形成的干涉条纹，则主脉冲与探测脉冲之间的延迟时间τ为0；关闭真空耙室，抽真空，使真空靶室的压强降到10^-2帕以下，设置所述的激光器(1)的参数，使输出激光脉冲能量为毫焦耳量级，激光器输出光的重复频率为1Hz,设置快门(19)，使每次仅一个脉冲通过，同一延时下磁场分布已测量的次数记为n，同一延时下磁场分布总测量次数记为N,n初值取为1,N取6-8为宜；

3)挡住所述的主脉冲光，按下快门(19)，单独让所述的探测光脉冲进入真空耙室(7)，在所述的第一CCD相机(14)和第二CCD相机(16)记录探测光的光强分布，第一CCD相机(14)上记录的光强分布记为I₁ ⁰，第二CCD相机(16)上记录的光强分布记为I₂ ⁰；

4)挡住所述的探测光脉冲，按下快门(19)，单独让所述的主脉冲光进入真空耙室(7)打在样品(8)上，在所述的第一CCD相机(14)上记录的光强分布记为I₁′，第二CCD相机(16)上记录的光强分布记为I₂′；

5)记I₁′中最大值与I₁ ⁰中最大值的比值为q₁，记I₂′中最大值与I₂ ⁰中最大值的比值为q₂，如果q₁和q₂均介于10³～10⁴之间，则所述的第一偏振器(13)和第二偏振器(15)相对于完全消光位置的偏转角度合适，进入下一步；如果q₁>10⁴或q₂>10⁴，减小所述的第一偏振器(13)相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，减小所述的第二偏振器(15)相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；如果q₁<10³或q₂<10³，增大所述的第一偏振器(13)相对于完全消光位置的偏转角度θ₁的大小，增大所述的第二偏振器(15)相对于完全消光位置的偏转角度θ₂的大小，使θ₁与θ₂大小仍保持相同,返回第3)步；否则,更换所述的分束器(2),返回第3)步；

6)按下快门(19)，让所述的探测光与主脉冲光同时进入真空耙室(7)，所述的第一CCD相机(14)上记录的光强分布记为I₁″，第二CCD相机(16)上记录的光强分布记为I₂″；

7)分别计算如果r1和r2均在10％以内，则进入下一步，如果r1或r2大于10％，返回第6)步；

8)将(I₁″-I₁′)代替式中的I₁，将(I₂″-I₂′)代替式中的I₂，T₁是所述的偏振分束器(12)的透过率，T₂是所述的偏振分束器(12)的反射率，p₁和p₂是与探测脉冲光的偏振对比度相关的参数，均取1，将θ₁，θ₂代入上式计算出再由计算出此延时条件下磁场的分布其中e、m、c和n_c分别是电子电荷、电子质量、光速和临界密度，n_e是探测光传播路径上的电子密度，n_e取0.1n_c，ds是探测光穿过预等离子体路径l的微元；

9)令n＝n+1,当n小于等于N时，返回第6)步，否则输出τ延时下磁场的分布进入下一步；

10)调节所述的延迟光路，令τ＝τ+0.1皮秒，如果τ小于3皮秒，返回第6)步，否则结束测量，最终得到激光与高密度等离子体相互作用中的自生磁场随时间的演化信息其中τ为0.1，0.2，……，2.9，3.0，单位为皮秒。