我国首台皮秒级X射线分幅相机试用成功

最近,在中科院上海光机所高功率激光物理联合实验室,对我国首台X射线皮秒分幅相机进行实用检验,初步完成一轮激光球靶内爆过程分幅照相的物理实验,取得满意结果。 X射线皮秒分幅相机由西安光机所研制。它利用了光学分幅/偏转快门的新原理。工作时,先由双针孔相机将拍摄物成像在变像管光阴极的两个部位,经分幅变像管的作用,在管子的荧光屏上输出四幅图像,相机的主要性能参数如下:     

用于等离子体诊断的新型X射线谱仪

为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,分别覆盖2~20keV能带范围不同能带的X射;图像检测功能由分幅相机匹配小孔 阵列成像完成,理想状态能够得到20幅不同时间的聚爆靶图像。在中 物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了谱仪结构。在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验,获得比较理想的 图像信号,信噪比(SNR)数据达到30。     

基于级联卷积神经网络的疲劳检测

为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线光谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,材料分别 为α-石英(1010)、 α-石英(2023)、α-石英(1011)和Si(111),几乎能够覆盖2~20 keV能带范围内的X射线特 征光谱。光谱检测 结构为光源位于椭圆的一个焦点,其辐射光谱经过椭圆反射聚焦于椭圆另一焦点,由X射线 成像板(IP)接收。图 像检测功能由分幅相机匹配小孔阵列成像完成,理想状态能够得到20 幅不同时间的聚爆靶图像。在谱仪与 聚爆靶之间的调整台上设置厚为60μm的Be膜,以保护针孔与晶体避 免聚爆溅射碎片破坏。在中物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了光谱仪结构,最后在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验并获得比较理想 的图像信号,信噪比(SNR)数据达到15dB。     

利用X射线压缩新的聚变靶

劳伦斯·利弗莫尔实验室正试验新靶设计，这个设计利用短波长激光可能改善聚变靶聚爆的对称性。入射到这种靶上的激光能量首先转变成热X射线，然后由X射线激励靶球聚爆。可是海军研究实验室的波德纳（Stephen Ε. Bodner)说,对于由激光能量直接激励聚爆的其他靶，氟化氢激光器可熊是最好的激励源。他解释说，用1到3微米范围的激光可能得到的较好的对称性应能抵销较短波长激光的其他优点。     

真空电子技术

0463.1 .95010145腔靶内热电子的实验研究/李三伟,祁兰英,杨向东,梅启庸,’赵雪薇,张文海(西南核物理与化学所)11强激光与粒子束一1994,6(3)一400~406 介绍了利用10道滤波荧光谱仪测量新型腔靶中超热电子产生的硬X光能谱,并结合GaA、阵列探测器测量硬X光角分古.给出了腔外硬X光总能量.图7表1参7(南) 讨论了彩色显像管阴极发射参数测试的物理原理和不良品分析。掌握这些概念有助于正确评价显像管的质量。图4表1参3(许)0462 95010146高电流密度热阴极的进展/王亦曼(电子部12所)l/真空电子技术一1994,(4)一8~13,7 作为真空电子器件心脏的阴极…     

等离子体物理会议上报道激光聚变新成果

美国物理学会11月10日到14日在圣地亚哥召开的等离子体物理会议上，以前保密的一种惯性聚变靶成为重要的论题之一。人们对于几家实验室关于激光波长对聚爆效应的影响的报告表示极大的兴趣。另一个受到关注的题目是激光束与等离子体的相互作用，以及影响相互作用的非线性过程。     

X射线背光成像诊断的球面晶体分析器研究

在激光约束聚变和箍缩聚爆实验中,为了分析内爆 靶丸推进层的运动过程和评估激光辐射驱动的对称性和均匀性, 需要得到靶丸内爆单色X射线二维空间分辨信息。为了诊断内爆高温等离子体X射线二维空间 信息,利用晶体布喇格衍射 原理研制了新型的成像系统。系统的核心元件为球面晶体分析器,球面晶体为云母球面晶体 ,弯曲半径为143.3mm。在中 国工程物理研究院进行了单色X射线背光成像实验,磷屏成像板获得了清晰的Cr靶单色X射线 二维网格图像。通过对实验 所得背光图像分析,云母球面晶体成像系统得到的空间分辨率为86 μm。实验结果表明,云母球面晶体可以应用于等离子体X射线的背光成像诊断研究。     

实现激光核聚变的一种新方案

1.提出新方案的背景1972年激光向心聚爆解密以来,已有17年的历史.这段时期有关器件、相互作用、聚爆物理的研究集中到一点,即如何有效实现“通过向心压缩,获得高密度,然后中心升温,产生热核聚变.释放出的α粒子,以热核波的形式,加热周围DT燃料,引发整个靶球热核聚变”(下面简称为中心点火).为了俘获α粒子不使逃逸,靶不能设计得太小.热核聚变要求达到10keV高温,这样可算出需要的激光在3～10MJ,而且是高光学质量的.但近两年日本的实验及Hora的理论表明“中心点火”不是最佳方案,也很难实现.实验已观察到且较易实现的是“体点火”,对激光能量要求与“中心点火”同,但光学质量可降低些,这将使器件造价相应下降.     

一种新型的紫外激光探针研制成功

紫外激光探针是研究激光等离子体冕区相互作用的重要诊断工具之一.我们在中国科学院上海光机所高功率激光物理实验室六路激光打靶装置上建立了一种新型的波长为266nm紫外激光靶针系统,初步利用它测量了玻璃微球靶和微管镁靶的激光等离子体电子密度的空间分布和时间发展过程.可见光探针由于波长较长,在等离子体中的拆射效应明显,故一般只能测量临界密度以下的电子密度,难以适应冕区物理研究的需要.1980年美国利弗莫尔实验室首次研制成1.06μm光四倍频的紫外激光探针,但总转换效率较低,尤其是通过ADP晶体后级信频的转换效率仅达5%.     

X射线分幅相机发展研究

X射线分幅相机是最有效的惯性约束聚变(Inertial Confined Fusion,ICF)诊断工具,具有良好的时间分辨、二维的空间分辨和动态范围大等优点.介绍X射线分幅相机经历的四个发展阶段,详细分析当前发展阶段行波选通型分幅相机,阐述了最新的X射线分幅相机研究结果,预测了未来X射线分幅相机的研究方向.     

激光等离子体X射线成像诊断研究

为了诊断激光等离 子体X射线二维空间信息,基于Bragg衍射原理建立了等离子体X射线背光成像系统,其核心 元件为石英球面弯曲晶 体,弯曲半径为143mm。在中国工程物理研究院神光III原型激光装 置上,利用建立的系统,进行了单色X射线背光成像实验,激光聚焦到平面 Mg靶中心聚爆产生高温等离子体X射线为背光源,成像物体为15μm ×15μm网格阵列,X射线CCD得到了清晰的Mg靶 单色X射线二维网格图像。通过对背光图像分析,在7.8mm×2.6mm的视场范围,成像系统得到空间分辨率为5μm。实验 结果表明,基于石英球面弯曲晶体的X射线背光成像系统可以用于等离子体X射线诊断研究。     

能源部修改惯性约束聚变的保密政策

去年秋天，刊登在加里福尼亚大学伯克利分校学生报上以及《前进》杂志上的文章，泄露了以前保密的热核聚变原理的资料。这些文章发表后，能源部修订了部分关于惯性约束聚变的保密政策。特别是解密了这样一个事实，即聚爆可以由靶上产生的软X辐射所驱动。显然，核聚变武器(氢弹)同样也是软X辐射驱动的。     

激光等离子体的分幅干涉测量

我们以二甲亚砜作为喇曼介质,在输入为250ps的1.064μm激光脉冲作用下,得到脉宽为50ps左右、波长629.8nm、能量大于200μJ的后向喇曼散射激光,将它作为诊断用的光探针。提出了一种利用偏振棱镜分束的双幅干涉仪。每次打靶能够得到两幅不同时间点的干涉图。用上述探针系统和干涉仪相配合,在单路激光辐照球靶的实验中,得到了激光等离子体相     

基于模型的钨靶X射线球管光谱重建

 X射线光谱信息是进行X射线曝光剂量控制、X射线成像质量评估、X射线双能量成像等必不可少的,为此本文提出一种基于模型的钨靶X射线球管光谱重建方法.该方法首先建立一个具有物理意义的7参数球管光谱模型,再通过测量的光谱衰减数据求解模型参数进而重建光谱.实验中,对若干球管电压分别选择不同厚度的铝板和铜板作为衰减器测量衰减数据,结合模型由衰减数据重建光谱.实验表明,该方法可利用较少的衰减数据重建包含特征辐射的球管光谱,算法简单易行.与原始光谱获得的衰减数据相比,重建光谱获得的衰减数据误差低于0.3%;与修正的手册光谱相比,重建光谱误差低于5%.     

用全息术记录飞行中的微微秒光脉冲

一种利用脉冲激光使全息图曝光的新技术最近已能对迅速通过空间的脉冲波前进行全息记录。这种最新水平的新技术可能应用于光学过程的研究,如光纤色散、不用电子学技术的脉冲宽度的测量以及诸如激光热核聚变中氘靶聚爆的多种超快过程的研究。     

飞秒强激光超快烧蚀动力学过程的时间分辨研究

利用抽运-探测超快时间分辨阴影图方法研究了高强度飞秒激光脉;中烧蚀固体靶的动态物理过程.首次实验证实了40 J/cm2.50 fs激光脉冲烧蚀固体靶是一个同时涉及超快加热与超快光机械作用的复杂物理过程.该结果为深入揭示和理解超短脉冲激光烧蚀固体物质特别是金属材料的动态物理过程提供了新的关键性启示.     

激光核聚变去向何处

在过去的三年中，能源部惯性约束聚变计划在解决其本身的主要科学问题上取得重大进展。釆用短波长激光使束靶达到蒿效率耦合。并用空腔靶(接近黑体)获得高密度聚爆。     

利用SEM进行X射线显微照像

本文的工作是利用扫描电镜的扫描电子束,轰击Cu、Al和C靶,以产生不同波长的X射线,用这种软X射线投射到生物样品上,可以得到生物试样(树叶和蚊子)的X光透射像。我们曾用Cu做靶,产生X射线照射到树叶等生物样品上,得到了它们的图像。本工作报导利用日立公司x—650电镜,在20kV电压,样品电流100nA,曝光时间20分钟,8盲色片作为接收底片,用Cu、Al和C靶进行比较,对家蚊和树叶进行照射,得到图1的X射线透射像。从图中可以看到,当实验条件不变只改变不同的靶材料时,图像的衬度不同。C作为靶材料所得到树叶的图像不仅可清楚地显示粗,细叶脉的形貌还可以看到叶片上木同衬度的细节,Al靶差些,Cu靶更差,只能看到树叶的整体形貌,其原因主要是由于用C靶做为X光射发靶,可产生4.4nm波长的标识X光,     

激光空间整形实现直接驱动惯性约束聚变球靶均匀辐照

在保持间接驱动光束排布结构及束数不变的条件下,通过对各路入射光横截面强度分布进行调整,消除多光束叠加后球靶表面光强大尺度的不均匀性。建立了描述球靶表面多光束叠加分布的计算机模拟平台。根据光束入射条件,计算出多束光在靶面叠加后的光强分布及其不均匀度。利用加权平均的思想,得出实现均匀强度叠加所需要的各入射光焦面强度分布状态。根据激光传输理论,计算出可实现球靶均匀辐照的进入靶室聚焦透镜之前的光电场分布。     

3MHU X射线CT球管的研究

本文介绍了3MHU X射线CT球管的设计过程,包括了电子枪、旋转阳极靶、高速轴承以及高效散热管壳的设计;实际制成了样管并进行测试,从测试结果验证此设计方案的可行性和正确性。