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Z箍缩等离子体K壳层X射线自辐射单色成像

强激光与粒子束 2012年第5期24卷 1081-1084页

作者：阳庆国李泽仁杨礼兵陈光华黄显宾蔡红春李晶肖沙里中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030

采用针孔配接对数螺线柱面晶体方案,研制了一种小型、靶室内置X射线单色成像器,用于获取Z箍缩等离子体K壳层自辐射单色图像。在阳加速器上对该成像器进行了测试,成功地获取了铝丝阵负载Z箍缩等离子体K壳层自辐射的类氢线与类氦线单色图... 详细信息

采用针孔配接对数螺线柱面晶体方案,研制了一种小型、靶室内置X射线单色成像器,用于获取Z箍缩等离子体K壳层自辐射单色图像。在阳加速器上对该成像器进行了测试,成功地获取了铝丝阵负载Z箍缩等离子体K壳层自辐射的类氢线与类氦线单色图像。实验结果表明:该成像器具有优异的单色性(能谱带宽小于1eV),适合于中低原子序数Z箍缩内爆负载的特征谱线单色图像诊断。

关键词： Z箍缩 X射线等离子体单色成像对数螺面晶体

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高分辨球面弯晶单色成像系统研制与应用

强激光与粒子束 2013年第9期25卷 2267-2269页

作者：杨正华陈伯伦韦敏习刘慎业江少恩中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

利用石英(1010)球面弯晶作为X光成像元件,自主研制了应用于神光系列激光装置上的高分辨球面晶体X光成像系统。在实验中利用Mg作为背光材料,获得四周期网格子午方向放大倍数13.95倍、弧矢方向放大倍数11.61倍、中心能点1.472keV、分辨率... 详细信息

利用石英(1010)球面弯晶作为X光成像元件,自主研制了应用于神光系列激光装置上的高分辨球面晶体X光成像系统。在实验中利用Mg作为背光材料,获得四周期网格子午方向放大倍数13.95倍、弧矢方向放大倍数11.61倍、中心能点1.472keV、分辨率达到4μm的X光图像,其谱分辨达到1.2×10-4。它为在激光惯性约束聚变内爆、流体不稳定性等物理实验中X光测量提供了重要诊断手段。

关键词：球面弯晶单色成像高分辨静态图像

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对数螺旋型劳厄弯晶的X射线单色成像应用

中国激光 2013年第6期40卷 293-297页

作者：毋玉芬肖沙里鲁建钱家渝刘利锋黄显宾重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院流体物理研究中心四川绵阳621900

利用劳厄晶体研究了X射线的单色衍射性质,研究了对数螺旋型劳厄弯晶在等离子体X射线单色成像中的应用。根据光线追迹原理及对数螺旋线的表面方程,研究了对数螺旋型劳厄弯晶的单色成像原理,分析了单色衍射像不受透射白光X射线影响的准则... 详细信息

利用劳厄晶体研究了X射线的单色衍射性质,研究了对数螺旋型劳厄弯晶在等离子体X射线单色成像中的应用。根据光线追迹原理及对数螺旋线的表面方程,研究了对数螺旋型劳厄弯晶的单色成像原理,分析了单色衍射像不受透射白光X射线影响的准则,以及子午、弧矢放大倍数和单色成像视场等性能参数。研制了石英晶体(1010)对数螺旋劳厄弯晶分析器,以铜靶X射线源作为背光源,对网丝直径为50μm的金属网格进行了单色背光成像实验。实验结果表明,当背光源尺寸为110μm时,对数螺旋型劳厄弯晶的空间分辨力约为11.9μm,分析器在子午和弧矢方向的视场分别达到22.3557mm和8.2602mm。

关键词：光谱学劳厄弯晶对数螺旋 X射线单色成像等离子体

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J-TEXT托卡马克高速单色成像系统研制

核聚变与等离子体物理 2021年第1期41卷 26-32页

作者：张巍巍程芝峰张晓龙焦少东张霄翼 J-TEXT团队华中科技大学电气与电子工程学院磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室武汉430074 深圳大学物理与光电工程学院新能源研究中心深圳518060

在J-TEXT托卡马克上研制了一套高速单色成像系统用于研究等离子体杂质行为与磁流体力学(MHD)不稳定性之间的关系。用STRAH代码模拟估算了碳杂质(CV227.09nm,CIII464.7nm)辐射强度。采用光纤耦合方法设计了系统光路结构,光路覆盖高场侧区... 详细信息

在J-TEXT托卡马克上研制了一套高速单色成像系统用于研究等离子体杂质行为与磁流体力学(MHD)不稳定性之间的关系。用STRAH代码模拟估算了碳杂质(CV227.09nm,CIII464.7nm)辐射强度。采用光纤耦合方法设计了系统光路结构,光路覆盖高场侧区域0.3a~0.95a(a为小半径),其空间分辨率为1.3cm。选用光电倍增管(PMT)作为系统的探测器,结合跨阻电路与有源滤波器的电路方案,系统实现5×10^(5)V×A^(-1)电流增益,其电路带宽为100k Hz,时间分辨率达到10μs。初步实验结果表明,系统可以监测到J-TEXT中等离子体MHD不稳定性放电中CV分布的变化。

关键词：单色成像杂质辐射 MHD不稳定性光电倍增管

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用于超热电子诊断的单色X射线成像技术

光学学报 2016年第12期36卷 324-329页

作者：张强强魏来杨祖华钱凤陈勇曹磊峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室四川绵阳621900

基于球面弯晶设计了一套二维分辨的单色成像系统,使用光学仿真软件对系统进行了成像模拟。对金网格进行了背光成像,获得了8.048keV的单色网格成像,空间分辨率可达9μm。在神光II(SG-II)升级激光装置上,利用该成像系统成功获取了二维锥靶... 详细信息

基于球面弯晶设计了一套二维分辨的单色成像系统,使用光学仿真软件对系统进行了成像模拟。对金网格进行了背光成像,获得了8.048keV的单色网格成像,空间分辨率可达9μm。在神光II(SG-II)升级激光装置上,利用该成像系统成功获取了二维锥靶的Kα自发光单色图像。结果表明,该成像系统能够胜任快点火物理实验中超热电子的诊断。

关键词： X射线光学单色成像球面弯晶超热电子激光等离子体

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球面弯晶成像的优化设计及实验测试

光学精密工程 2017年第11期25卷 2852-2858页

作者：张强强魏来杨祖华陈勇范全平巫殷忠曹磊峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室四川绵阳621900

为满足"神光Ⅱ"升级激光装置实验的激光等离子体高空间分辨和窄带宽的精密成像诊断需求,本文研究球面弯晶单色成像技术,并对其进行优化设计及实验验证。首先,使用光线追迹方法分析了成像像距、布拉格角、背光源尺寸等成像系统参数对球... 详细信息

为满足"神光Ⅱ"升级激光装置实验的激光等离子体高空间分辨和窄带宽的精密成像诊断需求,本文研究球面弯晶单色成像技术,并对其进行优化设计及实验验证。首先,使用光线追迹方法分析了成像像距、布拉格角、背光源尺寸等成像系统参数对球面弯晶成像性能的影响,分析了设计参数的变化对成像空间分辨能力的影响,并在X射线管上开展了测试验证实验。研究结果表明:二维成像时,在等分辨成像像距处可以获得较好的成像结果,增大布拉格角可以抑制像差进而提高成像质量,更小的背光源尺寸也有助于提高成像的空间分辨率。测试实验获得了清晰的网格背光成像,成像结果与预期相符,空间分辨率优于14μm。这一工作有助于球面弯晶成像系统的优化设计及其在激光等离子体精密诊断中的应用。

关键词： X射线成像球面弯晶光线追迹单色成像等离子体

超短超强激光与稀薄等离子体相互作用中后孤立子的观测

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物理学报 2009年第2期58卷 1100-1104页

作者：朱斌谷渝秋王玉晓刘红杰吴玉迟王磊王剑温贤伦焦春晔滕建何颖玲中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900 哈尔滨工业大学物理系哈尔滨150001 四川大学原子核科学技术研究所成都610064 四川大学原子与分子物理研究所成都610065

开展了超短超强激光与稀薄等离子体相互作用实验,在实验中采用等离子体单色成像法观测等离子体发光图像,捕捉到了近乎对称的环形等离子体发光结构.在对实验结果进行分析并与理论预言进行比较后确认这是由激光-等离子体相互作用形成的后... 详细信息

开展了超短超强激光与稀薄等离子体相互作用实验,在实验中采用等离子体单色成像法观测等离子体发光图像,捕捉到了近乎对称的环形等离子体发光结构.在对实验结果进行分析并与理论预言进行比较后确认这是由激光-等离子体相互作用形成的后孤立子云外围的高密度等离子体壳层发光所致.同时通过对等离子体通道的观测还发现,孤立子的形成对超短超强激光在稀薄等离子体中的传输产生了非常大的影响.

关键词：超短超强激光稀薄等离子体单色成像后孤立子

激光等离子体相互作用中的自聚焦和电磁孤立子实验研究

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激光等离子体相互作用中的自聚焦和电磁孤立子实验研究

作者：朱斌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着啁啾脉冲技术的发展,超短超强激光逐渐在越来越多的实验室得到应用。而超短超强激光与稀薄等离子体相互作用由于涉及到如“快点火”、X-射线激光和激光尾场加速器等诸多方面的应用而受到人们的广泛关注并开展了大量研究。超短超强激... 详细信息

随着啁啾脉冲技术的发展,超短超强激光逐渐在越来越多的实验室得到应用。而超短超强激光与稀薄等离子体相互作用由于涉及到如“快点火”、X-射线激光和激光尾场加速器等诸多方面的应用而受到人们的广泛关注并开展了大量研究。超短超强激光-稀薄等离子体相互作用过程中有着非常丰富的非线性物理现象,对这些现象的研究将有助于人们更全面更深入得理解激光-等离子体相互作用机制,同时对将来的实验具有重要的指导意义。通过开展超短超强激光-稀薄等离子体相互作用实验,本文研究了超短超强激光在稀薄等离子体中的自聚焦现象及电磁孤立子现象。激光自身的散焦特性使得激光无法保持聚焦状态传输足够长的距离,无法满足实际需要。当激光在等离子体中传输时,有质动力效应和相对论效应将使得激光克服散焦形成自聚焦传输。但在超短超强脉冲情形下,激光在等离子体中的自聚焦机制并不明确。本文通过开展相关实验,采用阴影成像法研究了超短超强激光与稀薄等离子体相互作用中的自聚焦现象,结果表明,激光功率与临界功率之比是影响自聚焦的关键条件,并得出了相应的自聚焦条件,相对论自聚焦是超短超强激光在稀薄等离子体中的主要自聚焦机制。在相互作用过程中还有一种现象特别值得人们关注,即电磁孤立子现象。电磁孤立子是激光在等离子体中传输时被局域在等离子体内部的孤立电磁波。目前关于电磁孤立子的研究主要集中在理论方面,实验中研究很少。电磁孤立子的形成对于激光在等离子体中的传输具有很大的影响,这要求人们能从实验中深入得研究孤立子的性质。本文采用等离子体单色成像法,观察到了激光-等离子体相互作用中的后电磁孤立子现象。我们观测到的后孤立子图像与理论模拟给出的后孤立子特性符合得很好,同时我们还观察到了后孤立子的运动,这是首次在实验中观察到。通过同一发次的阴影像及单色成像的对比,我们发现,在孤立子的形成位置激光由聚焦状态转为发散,这告诉我们孤立子的形成吸收了相当部分的激光能量并导致聚光发散,这在实验中也是首次观察到,对研究孤立子的形成对激光在等离子体中传输的影响具有十分重大的意义。

关键词：超短超强激光稀薄等离子体自聚焦电磁孤立子阴影成像单色成像

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四通道球面弯晶成像系统设计及实验研究

强激光与粒子束 2019年第5期31卷 1-5页

作者：忻秋琪李亚冉陈亮刘汉威徐捷王新穆宝忠同济大学教育部先进微结构材料重点实验室上海200092 同济大学物理科学与工程学院上海200092

基于动态X射线荧光成像技术对高集光效率、单色化成像诊断设备的需求,提出了一种四通道球面弯晶成像系统设计。采用"圆锥体"空间排布方式,解决了多个通道耦合问题。通过调整弯晶姿态,实现了像点的合理分布。针对4.51keV能点,采用Ge(400... 详细信息

基于动态X射线荧光成像技术对高集光效率、单色化成像诊断设备的需求,提出了一种四通道球面弯晶成像系统设计。采用"圆锥体"空间排布方式,解决了多个通道耦合问题。通过调整弯晶姿态,实现了像点的合理分布。针对4.51keV能点,采用Ge(400)球面弯晶作为成像元件,给出了四通道弯晶成像系统的光学初始结构参数。在实验中利用Ti靶X射线光管,对单个通道进行了网格背光成像,获得的二维图像放大倍数为7.8倍,空间分辨率达到15μm,初步验证了系统的成像性能。四通道弯晶成像系统与分幅相机结合,能有效解决动态X射线荧光成像技术信号弱、图像信噪比低的技术难点。

关键词：球面弯晶动态X射线荧光成像单色成像空间分辨率