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新型CVD金刚石X射线探测器时间性能初步研究

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光学学报 2018年第7期38卷 31-35页

作者：侯立飞杜华冰车兴森韦敏习余波杨国洪刘慎业中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

在微带结构化学气相沉积(CVD)探测器的基础上,利用同轴结构输出部件结合隔离直流电路制作了单端连接同轴探测器,该探测器主要用于激光等离子体的X射线测量。探测器采用直径为4mm的圆柱体CVD金刚石,金刚石一个端面镀有网格状电极,另一端... 详细信息

在微带结构化学气相沉积(CVD)探测器的基础上,利用同轴结构输出部件结合隔离直流电路制作了单端连接同轴探测器,该探测器主要用于激光等离子体的X射线测量。探测器采用直径为4mm的圆柱体CVD金刚石,金刚石一个端面镀有网格状电极,另一端镀有圆盘状电极。网格状电极既可保证正常施加偏压,也可使X射线直接照射至金刚石表面。在短脉冲激光装置上开展了探测器的时间响应特性实验,结果显示探测器上升时间为61ps。CVD金刚石探测器的时间性能研究为探测器的优化改进奠定了基础。

关键词：探测器化学气相沉积 X射线探测器网格状电极时间特性

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利用分幅相机测量铋球表面发射X射线图像

强激光与粒子束 2012年第1期24卷 105-109页

作者：袁铮陈伯伦曹柱荣张海鹰黄天暄黎航刘慎业江少恩杨家敏中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

设计了一种塑料靶表面涂铋(Bi)的靶丸替代常规内爆靶,利用分幅相机获取辐射驱动内爆替代靶丸Bi等离子体再发射X射线的2维图像。实验时,从主激光中分出一束光信号,经光电转换后作为分幅相机的触发信号,以激光直接驱动金球靶建立相机的时... 详细信息

设计了一种塑料靶表面涂铋(Bi)的靶丸替代常规内爆靶,利用分幅相机获取辐射驱动内爆替代靶丸Bi等离子体再发射X射线的2维图像。实验时,从主激光中分出一束光信号,经光电转换后作为分幅相机的触发信号,以激光直接驱动金球靶建立相机的时标。根据分幅相机的时标可确定每幅X射线图像相对于主激光的时间延迟。分析Bi球靶的X射线分幅图像,得到夹持内爆靶丸的CH膜的烧蚀时间及Bi球靶半径的变化关系。通过X射线图像还可反推出诊断孔的大小和CH膜支撑靶丸的对称性。

关键词： X射线分幅相机铋球靶时标 CH膜

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利用螺旋型波带片进行边缘增强成像

强激光与粒子束 2010年第9期22卷 2075-2078页

作者：易涛曹磊峰杨国洪刘慎业朱效立谢常青董建军中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国科学院微电子研究所北京100029

为了提高对等离子体内界面区域的诊断精度,研究了利用螺旋型波带片实现边缘增强成像的技术。制作了用于可见光波段的一阶螺旋型波带片,最外环宽度3μm。利用螺旋型波带片对振幅式物体进行了边缘增强成像,实验获得了成像物体内边界区域... 详细信息

为了提高对等离子体内界面区域的诊断精度,研究了利用螺旋型波带片实现边缘增强成像的技术。制作了用于可见光波段的一阶螺旋型波带片,最外环宽度3μm。利用螺旋型波带片对振幅式物体进行了边缘增强成像,实验获得了成像物体内边界区域的清晰图像,界面区域的成像强度得到很大增强。通过实验测量发现,当物距在菲涅耳衍射区域内时,螺旋型波带片也能够获取较好的成像质量,表明螺旋型波带片具有较大的视场角,能够对大尺度物体进行边缘成像。基于螺旋型波带片的边缘增强成像可以弥补传统成像方式对界面区域成像的不足,提高对等离子体内界面区域的诊断能力。

关键词：图像边缘增强螺旋型波带片径向希尔伯特变换空间滤波

KBA-X射线显微镜空间分辨力模拟和Au网格实验测量

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强激光与粒子束 2011年第9期23卷 2415-2418页

作者：董建军杨正华曹柱荣韦敏习詹夏宇刘慎业丁永坤中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

通过光线追踪模拟在SGⅡ激光装置上利用第9路激光入射到Cu背光靶面产生X射线,通过Au网格背光照相,利用KBA显微镜对此网格成像,获得了清晰的网格图像。通过对实验网格数据的分析发现:在掠射角减小的方向,空间分辨力随视场的变化比掠射角... 详细信息

通过光线追踪模拟在SGⅡ激光装置上利用第9路激光入射到Cu背光靶面产生X射线,通过Au网格背光照相,利用KBA显微镜对此网格成像,获得了清晰的网格图像。通过对实验网格数据的分析发现:在掠射角减小的方向,空间分辨力随视场的变化比掠射角增大的方向变化小,与光线追踪模拟比较,二者均表明KBA的视场是非对称的,从实验图像数据得出,视场的不对称相对于中心位置约为30%。

关键词： KBA-X射线显微镜视场掠入射角光线追踪模拟空间分辨力

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宽光谱在线弯晶谱仪研制

红外与激光工程 2017年第8期46卷 175-179页

作者：杨国洪韦敏习张文海侯立飞车兴森刘慎业中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621909

研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI(Tl)闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量,用QTZ(1010)(2d=0.851 2 nm)X射线晶体的能谱测量范围是1.84~7.38 keV,能谱分辨880@2.375... 详细信息

研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI(Tl)闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量,用QTZ(1010)(2d=0.851 2 nm)X射线晶体的能谱测量范围是1.84~7.38 keV,能谱分辨880@2.375 keV,动态范围≥1 000。在神光-Ⅲ主机高功率激光装置上,对钛激光等离子体发射的X射线谱进行实验测量,获得了优质的光谱图像;对钛离子X射线精细结构光谱进行了辨识,与理论计算和其他实验结果吻合。该谱仪用于神光-Ⅲ主机通用诊断搭载平台,具有抗瞬发超强电磁脉冲干扰能力,工作稳定。

关键词：弯晶谱仪在线测量电磁脉冲钛激光等离子体

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门控分幅相机增益衰减特性

强激光与粒子束 2009年第5期21卷 704-708页

作者：袁铮刘慎业曹柱荣肖沙里黎航张海鹰王丽伟重庆大学光电工程学院重庆400030 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

分析了分幅相机增益衰减的理论模型,利用Mathematica软件模拟了增益随电脉冲传输时间指数衰减的曲线图。根据增益衰减理论,设计了测量增益衰减系数的实验。实验结果表明:分幅相机的平均增益按0.0249 mm-1指数衰减,电脉冲沿微带线传输的... 详细信息

分析了分幅相机增益衰减的理论模型,利用Mathematica软件模拟了增益随电脉冲传输时间指数衰减的曲线图。根据增益衰减理论,设计了测量增益衰减系数的实验。实验结果表明:分幅相机的平均增益按0.0249 mm-1指数衰减,电脉冲沿微带线传输的电压幅值衰减系数平均为0.00356 mm-1。得出实验数据中单条微带上增益并不完全符合增益指数衰减规律,而是在最后一帧图的增益有所回升,分析得出这是由电脉冲在微带末端连接处的反射引起的。经多次测量,电脉冲在微带线末端的平均值反射比为24.2%。对增益衰减状况的改善提出建议:采用良导体制作传输线,选取介质损耗小和绝缘性能好的材料作为填充介质,合理设计MCP微带线的厚度、微带宽度及微带与输出面的间距则可减小分幅相机增益的衰减。

关键词：惯性约束聚变分幅相机微通道板增益衰减 X射线辐射反射

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一种X射线成像型平响应低通滤波技术

光学学报 2016年第5期36卷 329-334页

作者：袁铮曹柱荣朱效立邓博李晋杨志文洪才浩刘慎业杨家敏赵屹东中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室北京100029 中国科学院高能物理研究所北京100049

提出一种基于掠入射微柱面反射镜阵列的X射线成像型平响应低通滤波技术.根据X射线光学理论,介绍了基于微柱面反射镜阵列的平响应低通滤波原理,分析了元件透射谱的计算方法.基于电子束刻蚀技术在聚酰亚胺衬底上制作了金柱体直径200nm、深... 详细信息

提出一种基于掠入射微柱面反射镜阵列的X射线成像型平响应低通滤波技术.根据X射线光学理论,介绍了基于微柱面反射镜阵列的平响应低通滤波原理,分析了元件透射谱的计算方法.基于电子束刻蚀技术在聚酰亚胺衬底上制作了金柱体直径200nm、深度1.3μm、占空比0.393的微柱面镜阵列样品,根据理论计算在2°掠射角时其截止能量为1250eV,响应不平整度为5.7%.利用转角精度优于0.1°的三维精密转角机构,在北京同步辐射装置的4B7B软X射线束线站标定样品在不同掠入射角下的透射率,得到初步标定结果.标定结果显示,在1keV以上的不同能点各曲线均有下降趋势,且角度越大下降能点越偏软,说明掠射角的增大对较高能的X射线具有明显抑制效果.由于电子束刻蚀的技术局限性,样品的深宽比、侧壁垂直度、侧壁粗糙度等参数并未达到理论要求,所以标定结果与理论计算值有一定差异.

关键词： X射线光学平响应低通滤波掠入射微柱面镜阵列同步辐射

激光等离子体受激Raman散射光谱的时间分辨测量

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强激光与粒子束 2010年第9期22卷 2051-2054页

作者：王传珂焦春晔王峰蒋小华刘永刚李三伟刘慎业中国工程物理研究院激光聚变研究中心高温高密度等离子体物理国家重点实验室四川绵阳621900

采用光学多道谱仪和光学条纹相机耦合,组成时间分辨的Raman散射光谱测量系统,可实现0.5nm的光谱分辨和好于10ps的时间分辨。采用该测量系统,在神光Ⅱ装置上开展了脉宽1ns、波长351nm的激光与两种不同尺寸柱腔靶相互作用的物理实验,获得... 详细信息

采用光学多道谱仪和光学条纹相机耦合,组成时间分辨的Raman散射光谱测量系统,可实现0.5nm的光谱分辨和好于10ps的时间分辨。采用该测量系统,在神光Ⅱ装置上开展了脉宽1ns、波长351nm的激光与两种不同尺寸柱腔靶相互作用的物理实验,获得了时间分辨的SRS光谱实验结果。研究表明,SRS光谱在时间上相对于入射激光有一定的延迟,腔靶尺寸减小时,延迟时间随之减小。通过长、短波截止波长分析电子密度方法,计算得出了Ⅰ型和Ⅱ型腔靶SRS散射光最短波长光谱发生的密度区分别为0.069nc和0.027nc。

关键词：激光等离子体受激Raman散射腔靶电子数密度

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聚变反应时间历程的双峰结构测量

强激光与粒子束 2013年第3期25卷 657-661页

作者：王峰彭晓世康洞国谷建法刘慎业刘永刚徐涛陈铭梅雨中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

利用新研制的聚变反应速率测量系统,在神光Ⅲ原型装置上测量了间接驱动时充DT气体的玻璃球壳内爆靶丸的聚变反应速率的时间历程,获得了DT中子产额约为1010时的聚变反应速率随时间的变化过程,发现了聚变中子发射在时间上的双峰结构。利... 详细信息

利用新研制的聚变反应速率测量系统,在神光Ⅲ原型装置上测量了间接驱动时充DT气体的玻璃球壳内爆靶丸的聚变反应速率的时间历程,获得了DT中子产额约为1010时的聚变反应速率随时间的变化过程,发现了聚变中子发射在时间上的双峰结构。利用辐射流体程序对聚变中子在时间上的双峰结构进行了数值模拟,发现双峰结构分别由冲击压缩过程和惯性压缩过程产生,靶丸壳层厚度不同时产生的聚变中子发射双峰强度比变化可能是由靶丸的初始表面调制度不同所致。通过理论模拟与实验结果的对比,验证了中子聚变反应历程的双峰结构。

关键词：惯性约束聚变聚变反应速率双峰结构热核反应