采用比较算法快速寻找数据库中与目标导流系数相匹配的电子枪尺寸,采用缩尺法改变其尺寸到所要求的目标尺寸.考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数、层流性等参数的影响,建立了评价电子注性能的目标函数,采用单纯形法优化目标函数实现最优的电子层流性,且基于比较算法和单纯形算法的设计方法具有通用性,工作效率高.

建立起一套侧向阴影照相的光学系统,利用可见光作为探测光,在状态方程实验中对靶的飞行速度进行探测.在天光KrF准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长为248.4 nm.在激光功率密度为8.3×1011 W/cm2的条件下,测得50 μm厚铝靶的飞行速度为3.28 km/s;在激光功率密度为4.7×1011 W/cm2的条件下,测得带100 μm厚烧蚀层的13 μm厚铝靶的飞行速度为2.52 km/s.最后进行了误差分析计算,实验中探测激光与靶表面偏离角度最大不会超过2.06°,偏离角对实验精度产生的影响可以被忽略.

以H2、反式-2-丁烯(T2B)和二茂铁混合气体为工作气体,用金属有机等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了Fe掺杂氢化非晶碳(a-C:H:Fe)薄膜.使用X射线光电子能谱(XPS)对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析.使用台阶仪、场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析和紫外可见分光光度计(UV-VIS),对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化.研究表明:相同制备条件下,相比a-C:H薄膜,a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高,表面颗粒小,容易碳化,光学带隙变窄.

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线(6×106～1.5×107 W/cm2)在X光导管中的传输特性进行研究.研究结果表明:对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1.2×107 W/cm2时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16.3%.在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚束透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2.1×109 W/cm2的宽能带的软X光源.

为满足惯性约束聚变研究需要工作距离长、测谱范围宽的X射线诊断设备的独特要求,基于凸面反射几何原理研制了一台双通道弯晶谱仪.谱仪利用Si(111)及Qz(10-10)两种弯晶衍射X射线,并通过X射线CCD成功获得谱线图像,测谱范围从0.30 nm到0.65 nm.在激光装置原型诊断实验上得到应用.数据分析的结果证明实测谱线图像与理论模拟基本吻合.

概述了量子点阵衍射光栅的原理及制作方法,并设计标定实验,研究了不同角度及不同波长入射情况下量子点阵光栅的衍射特性.研究结果表明:量子点阵光栅不存在高级衍射,只保留了±1级和0级衍射,具有理想的单级衍射模式.光学波段量子点阵衍射光栅的成功研制为研制紫外、X光波段具有单级衍射特征的光栅提供了契机.

使用发射光谱诊断法和Langmuir探针诊断法,测量了螺旋波激发等离子体化学气相沉积装置中产生的氢等离子体的发射光谱和电流-电压曲线.运用日冕模型和Druyvestey方法,对不同放电参数条件下激发态氢原子密度﹑等离子体密度及电子能量分布的变化规律进行了研究.结果表明:激发态氢原子密度随射频功率增大而增大,随工作气压的增大先增大,后缓慢下降.等离子体密度随射频功率增大线性增大,随工作气压的增加也是先增大,出现峰值后缓慢下降.电子平均能量随射频功率的变化是先增大,后达到平衡;随着工作气压的增大逐渐减小.两种诊断方法得到的结果基本相符.在低温低压等离子诊断中,两种诊断方法结合使用,可以得到更准确和更多的等离子体信息.