红外与激光工程
2022, 51(10): 20211121
红外与激光工程
2020, 49(11): 20200181
强激光与粒子束
2020, 32(11): 112008
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
惯性约束聚变实验对数据测量精度有着很高的要求,诊断设备需要向绝对测量的方向发展,对标定提出了很高的要求。北京同步辐射装置(BSRF)提供了良好的标定光源,其光源特性,如高次谐波份额的数值研究,对标定工作和ICF精密诊断十分重要。通过测量BSRF上4B7B光束线的软X射线源上带有或不带有滤片的标准探测器的电流,研究了不同滤片对单色X射线的透射率曲线,并建立了拟合的理论透射率曲线。根据数据分析,计算出单色光源中二次谐波的比例。实验结果显示,二次谐波在软X射线能段主要集中在180~300 eV以及450~800 eV,所占份额大部分在15%以下,最大可达到25%左右。利用测量的高次谐波份额,开展了对平响应滤片透过率以及X射线二极管灵敏度的修正工作,修正后的结果和理论相符,极大地提高了诊断设备精密诊断能力。完整的理论模型和实验相互验证,说明基于滤片的高次谐波份额测量技术目前已经成熟并且具有广阔的应用前景。
惯性约束聚变 同步辐射 标定 高次谐波 inertial confinement fusion synchronous radiation calibration high-order harmonics 红外与激光工程
2020, 49(8): 20200072
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 清华大学工程物理系, 北京 100084
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
X射线荧光成像技术具有局域探测能力,适合诊断复杂几何构型流体运动,在实验室天体物理、惯性约束聚变等高能量密度物理领域具有重要的应用前景。基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了X射线荧光成像的原理验证实验。实验采用聚4-甲基-1-戊烯泡沫掺杂TiO2纳米颗粒为静态客体,以钒等离子体辐射为荧光泵浦源,以平晶谱仪为分光和成像设备,成功获得了钛原子K壳层荧光的一维空间分辨强度轮廓。基于荧光产生和平晶成像原理,对荧光信号强度进行了定量估算,结果表明,模拟和实测荧光强度轮廓符合较好。该工作可为X射线荧光成像技术在复杂几何构型流体实验中的应用提供参考。
X射线光学 X射线荧光成像 平晶谱仪 掺钛泡沫 高功率激光器
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4 mm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61 ps。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。
探测器 化学气相沉积 X射线探测器 网格状电极 时间特性
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
在神光Ⅲ主机激光装置上,采用单端带激光注入孔(LEH)的桶状黑腔,利用极区分幅相机和极区附近X光条纹相机获得黑腔内壁附近和LEH附近等离子体的X射线发射时空演化图像,进而研究LEH堵孔特性。X光图像清晰地展示了激光光斑移动、LEH附近等离子体缩孔和堵孔过程,为优化LEH尺寸提供了实验依据。
黑腔 等离子体 激光注入孔 堵孔 hohlraum plasma laser entrance hole laser entrance hole closure 强激光与粒子束
2018, 30(5): 050101
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在间接驱动的激光惯性约束聚变实验中, 激光辐照产生的X射线能流的测量非常重要, 它可以推测出黑腔的辐射温度和激光腔靶的耦合效率, 一般通过平响应X射线探测器得到不同角分布的辐射流数据。通过对平响应复合滤片的结构参数进行优化设计, 提高了平响应X射线探测器的测量精度。研究了复合滤片中薄金层、厚金层和孔面积比等结构参数对X射线探测器响应平整度的影响规律。从实验结果中可以得出: 滤片和金阴极的标定数据和理论结果基本一致, 并且薄金层的厚度对探测器整体响应的平整度起到主要作用, 厚金层厚度和孔面积比影响较小, 优化后探测器的平响应度达到5%, 与理论设计相一致, 此时的薄金层厚度、厚金层厚度和孔面积比分别为50 nm、380 nm和1:6.1。
惯性约束聚变 平响应滤片 响应平整度 辐射流 inertial confinement fusion flat-response filter response flatness radiation flux 红外与激光工程
2017, 46(10): 1017008
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 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。
弯晶谱仪 在线测量 电磁脉冲 钛激光等离子体 convex crystal spectrometer on-line measurement electron magnet pulse Titanium laser-produced plasmas 红外与激光工程
2017, 46(8): 0820001
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
基于透射式阴极发射模型和平响应XRD原理, 设计了透射式阴极, 并制作550 nm CH+50 nm Au的阴极, 并在神光Ⅲ原型装置上开展了初步验证实验。首先利用反射式XRD施加负偏压的实验开展直穿光影响评估, 施加偏压为-1500 V时, 没有观测到探测信号, 表明直穿光产生光电子得到了有效抑制。利用原型主激光与第九路激光打靶实验, 施加负偏压的透射式XRD获得探测信号显示第二个峰值信号延后第一个信号3.01 ns, 该结果与第九路激光延迟时间一致, 时间分辨能力满足实验要求。
X光二极管 时间分辨 透射阴极 负偏压 辐射流 X-ray diode time resolution transmit cathode negative bias voltage X-ray flux 强激光与粒子束
2016, 28(9): 092003