1 哈尔滨工业大学（威海）理学院，山东 威海 264209
2 哈尔滨工业大学物理学院，黑龙江 哈尔滨 150001
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室，上海 201800
4 上海交通大学IFSA协同创新中心，上海 200240
5 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心，北京 100190
在惯性约束聚变及实验室天体物理研究中，均需要对等离子体的形态进行清晰的成像，同时具有单色、高分辨、大视场的X射线球面弯晶背光成像是其中一项关键的诊断技术。本文首先对球面弯晶背光成像技术的成像性能进行分析，获得了空间分辨率、成像效率等性能参数随成像系统设计参数变化的关系。在此基础上，利用神光II高功率激光辐照Si靶，激发产生1.865 keV的Heα线，对球面弯晶背光成像系统的性能进行实验验证。实验得到清晰的网格图像和生物样品图像，实验结果与理论计算值相符，成像分辨率达到4.8 μm。该工作满足X射线弯晶成像高分辨率的要求，可用于惯性约束聚变等相关实验中激光等离子体的精密诊断。
X射线 球面弯晶 背光成像 空间分辨 光学学报
2023, 43(19): 1934001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
高功率激光与等离子体相互作用(LPI)产生的超热电子能谱与空间分布是激光惯性约束聚变(ICF)中评估预热增熵、优化靶参数设计的关键依据,因此是研究上的重要内容。基于神光Ⅱ激光装置,研究了不同条件的激光与碳氢平面靶作用产生超热电子的能谱与空间分布。实验结果表明,超热电子能谱符合麦克斯韦分布,拟合温度处于30~65 keV范围,靶前方向得到的超热电子温度和强度均高于靶后方向。在靶后方向探测到的超热电子空间分布近似高斯分布,峰值方向在靶背法线方向。靶前散射光谱上有较强的对流受激拉曼散射(SRS)信号及具有双峰分布特点的双等离子体衰变(TPD)信号。理论结合实验数据分析表明,在高温大尺度等离子体条件下,SRS产生的超热电子相比TPD占据主导地位。此外,分析了由SRS产生的电子等离子体(EPW)波加速的电子动能与散射光波长的关系,发现加速后电子的动能随着散射光波长的增加而增加,与实验结果相符。
激光技术: 惯性约束聚变 超热电子 受激拉曼散射 双等离子体衰变 中国激光
2021, 48(23): 2308001
FY-3B中分辨率光谱成像仪(MERSI)不能实现可见光近红外波段的星上绝对定标。为了提高MERSI高信噪比窄波段通道的辐射定标精度,针对国际通用的6个北非沙漠目标,利用高质量的SeaWiFS数据构建天顶双向反射分布函数(BRDF)模型,借助MODTRAN辐射传输模型和ERA-Interim再分析资料吸收气体数据构建光谱匹配因子,对FY-3B MERSI 5年的在轨运行数据进行交叉定标研究。所构建的天顶反射模型可以准确表达伪不变目标的天顶反射率,波段预测误差基本都在3%之内;考虑观测几何条件和吸收气体含量的参数化光谱匹配因子可以有效预测MERSI的天顶反射率;交叉定标结果的时间序列十分稳定且无明显趋势,与伪不变目标的天顶辐射信号长期稳定且规律性变化的特点一致。与MERSI L1业务化定标结果相比,第8~12波段的定标结果偏低,相对偏差小于0,而第13~16波段的定标结果偏高,相对偏差大于0。除了波段8以外的其他8个波段的偏差基本都在-5%~5%以内。波长小于600 nm的波段的月平均偏差较大,特别是三个蓝光波段(第8~10波段);第13~16波段的月平均偏差相对稳定,基本都在-5%~5%以内。
遥感 中分辨率光谱成像仪 交叉定标 光谱匹配因子 双向反射分布函数 光学学报
2020, 40(18): 1828001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京100049
3 西安现代控制技术研究所，陕西 西安 710065
4 西安导引科技有限公司，陕西 西安 710065
以往的CCD摄像机通过曝光时间和信号增益调节光照强度时，二者不能被最优配置运用，难以最大限度的发挥它们的调光功效，特别是对于光照强度变化剧烈，动态范围大的状况，画面不清晰。针对上述不足，将直方图均衡化法进行一定的改进，精确配置曝光时间，优化信号增益系数，实现曝光时间与信号增益的最优化配置。经过实验验证，画面效果得到明显改善，调整时间不超过40ms，系统运行稳定、可靠。
自动曝光 信号增益 灰度 直方图 automatic exposure signal gain grayscale histogram 红外与激光工程
2016, 45(1): 0120003
1 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
由于传统方法制作的梯度光栅, 工艺条件苛刻, 制作过程复杂, 难以控制, 制作成本高, 周期较长, 提出了一种成本低、 工艺简单、 可大量制备梯度光栅的工艺方法, 采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺和氧等离子体(Plasma)的方法制备了微米尺度的梯度光栅, 利用Plasma时间的可控性和聚二甲基硅氧烷(PDMS)优异的弹性制得所需要尺寸的光栅。 首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层PDMS薄膜, 待PDMS薄膜固化后将双层薄膜弯曲并用Plasma处理, 在其表面生成一层刚性氧化层, 借助柔性的PET对刚性层施加均匀应力, 当应力超过临界值时, 在PDMS基底上自组装形成光栅褶皱结构。 由于弯曲时预应力的变化, 所以在PDMS薄膜上会形成周期和高度呈阶梯状的的光栅褶皱, 也就是梯度光栅。 采用可见光作为梯度光栅的性能测试光源, 选用一级衍射光作为检测对象, 从图谱中可以看出以PDMS为基底制备的光栅具有很好的衍射效应, 并可实现很好的分光效果。 实验表明: 梯度光栅具有明显的衍射现象, 并且衍射角变化显著, 可广泛用于应力测量。 这种方法制备的柔性梯度光栅也可以作为微型应变装置来检测应力的变化, 未来有望用于微型光谱仪、 扫描仪、 光通讯等领域中。
氧等离子体 梯度光栅 周期 应力 光谱学与光谱分析
2015, 35(12): 3529
采用TI公司研发的DMD器件,利用DMD器件的优良特性,克服传统光束偏转的缺陷,实现激光束快速的大角度偏转的非投影功能。同时,利用Virtex5系列的XC5VLX50芯片实现激光脉冲与DMD内部微镜阵列翻转的高精度的同步控制,使得经过DMD器件的光束偏转效率可以达到很高,大幅度提高激光脉冲能量的利用率。
DMD器件 快速偏转 同步控制 偏转效率 DMD device fast deflection synchronization control deflection efficiency
1 中国科学院物理研究所, 北京 100080
2 北京医科大学第三医院, 北京
利用XeCl准分子激光辐照兔、狗动物主动脉及多种器官,观测到近紫外至可见波段连续发射的荧光光谱,荧光在380nm及450nm处有二个极值,测得正常主动脉及主动脉斑块二极值强度之比分别为I380/I450=1.05±0.07及1.32±0.10。
准分子激光 主动脉 斑块 荧光光谱
报道了用TEA CO2激光诱导甲烷、乙烷等离子体化学反应生成乙炔、乙烯的实验装置和结果.甲烷转化乙炔的转变率为93%;乙烷转变为乙炔和乙烯的转变率分别为81.5%和19.3%.在甲烷、乙烷混合烃体系中,乙烷转变为乙烯的转变率为37%,并对焦点区等离子体中的化学反应过程作了初步讨论.
研究了在脉冲能量为0.8焦耳的TEA CO2激光作用下BCl3中光气的分解与生成。峰值功率密度约106瓦/厘米2的脉冲CO2激光,既不引起BCl3中COCl2的分解,也不引起BOl3中的CO和Cl2生成COCl2。在焦点区峰值功率密度约108瓦/厘米2的CO2激光,则引起BOl3中光气的分解和生成。
分析讨论了聚焦的TEACO2激光辐照BCl3-O2体系分离硼同位素的反应产物和机制.BCl3和O2反应的稳定产物为B2O3,未发现（BOCl）3.实验还表明,在强红外激光作用下,BCl3与氟脂发生光化学反应.生成BFCl2.讨论了多光子离解产物与氟脂反应的动力学过程,提出了可能的反应机制.
