陈伯伦 1,**杨正华 1,2李晋 1胡昕 1[ ... ]王峰 1,*
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 四川大学原子与分子物理研究所, 四川 成都 610065

在基于大型激光装置的惯性约束聚变实验研究中,球面弯晶成像是一种能够实现准单能高分辨成像的测量技术。采用类点投影的高分辨背光排布设计,在万焦耳级神光系列激光装置中,球面弯晶成像系统被应用于流体力学不稳定性和内爆压缩流线等多种激光等离子体实验研究中。在球形样品烧蚀压缩过程界面轨迹测量应用中,球面弯晶成像具有大视场、准单色和背光分布自匀滑等优势。在不改变成像系统排布参数的条件下,通过对成像参数的设计优化,平衡了子午方向和弧矢方向分辨率对一维界面轨迹测量的影响。在使用具有更大尺寸的背光源条件下,实现了界面轨迹吸收图像空间分辨率的提高,并且有效提升了图像的信噪比。将优化的球面弯晶成像系统与替代靶设计相结合,实现了2.1%的内爆速度测量精度。

X射线光学 等离子体物理 激光等离子体 界面轨迹 球面弯晶 
光学学报
2022, 42(11): 1134012
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
为满足惯性约束聚变(ICF)物理实验诊断中对高信噪比低噪声光学条纹相机的需求,基于六电极同轴型扫描变像管发展了一种阴极门控光学条纹相机。该相机通过阴极预置直流高压叠加门控脉冲电压的方法,使相机变像管电压只有在门控脉冲加载时间内处于正常工作状态,才能对阴极发射的电子进行正常聚焦扫描,而在非加载门控脉冲时间内,变像管的第二聚焦电极处电压低于阴极电压,从而使阴极发射的光电子被反向截止,因此相机只对在门控脉冲加载时间内到达的有用信号进行测量,从而有效抑制了光学条纹相机受环境光辐照而引入的背景噪声,提升了相机的信噪比。验证实验表明,通过在阴极上加载幅度−5.5 kV、脉宽203 ns的门控脉冲电压,即可较大程度降低相机噪声,同时可维持相机的空间分辨率。
光学条纹相机 扫描变像管 阴极门控 噪声 optical streak camera streak image tube gated cathode noise 
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210402
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
2 北方夜视技术股份有限公司,昆明 650217
3 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
条纹相机(包括X射线条纹相机和可见光光学条纹相机)是一种高时空分辨的诊断设备,在激光惯性约束聚变(ICF)物理实验研究中具有非常重要的应用。介绍了当今国内外激光聚变领域获得广泛应用的两种主要类型条纹相机的技术性能以及各自的技术特点,它们分别采用了同轴电极双聚焦电子光学扫描变像管和双板电极电子光学扫描管。在技术指标方面,重点论述了条纹相机动态范围的判据,分析了激光聚变实验对条纹相机动态范围的需求,介绍了当今国际上高性能条纹相机动态范围指标的现状。文章也介绍了和条纹相机发展应用相关的几项重要技术进展,这些进展包括先进光时标、抗辐射加固记录系统和抑制相机背景噪声的阴极选通技术。
激光聚变 条纹相机 扫描管 抗辐射加固 CMOS器件 阴极选通 laser fusion streak camera streak tube radiation tolerant CMOS device gated cathode 
强激光与粒子束
2020, 32(11): 112005
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
间接驱动惯性约束聚变研究中,获得高内爆速度是实现点火,提升聚变增益的关键。通过对内爆烧蚀压缩过程的测量,能够获得内爆速度和剩余质量等内爆动力学重要的物理量,实现烧蚀层材料、厚度以及激光波形等参数的优化。近几年在神光系列装置上,演示了常规的应用狭缝成像的内爆烧蚀压缩过程测量技术,发展了基于球面弯晶成像的高分辨单能内爆烧蚀压缩过程测量技术。通过对球面弯晶成像系统设计的持续改进以及内爆烧蚀压缩过程测量技术的优化,结合实验室和系统原位标定结果,建立了高分辨的内爆压缩流线诊断技术,采用替代靶方式,实现内了爆速度不确定度2.1%的测量精度。
内爆压缩流线 内爆速度 剩余质量 单能成像 implosion trajectory implosion velocity residual mass monochromatic imaging 
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092010
易涛 1,*于瑞珍 1胡昕 1杨鸣 1,2[ ... ]刘慎业 1
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621999
2 电子科技大学 能源科学与工程学院,四川 成都 611731
X射线条纹相机是激光惯性约束聚变研究中的核心测量设备,用于捕获聚变反应中瞬态X射线发射。对X射线条纹相机在聚变反应中强电磁辐射下的可靠性进行研究,给出了X射线条纹相机的可靠性框图及结构,并对X射线条纹相机各功能单元进行可靠性分配,针对其故障进行了故障模式和影响分析(FMEA)。可靠性分析和FMEA显示,X射线条纹相机中变像管单元其可靠性分配值在各个分系统单元中最高,其故障能够引起严重故障和试验损失,是制约X射线条纹相机可靠性和稳定性的重要部件。通过对X射线条纹相机内各单元的可靠性以及故障模式分析,有助于研究人员开展有针对性的电磁辐射加固,提升相机在强电磁脉冲辐射环境中运行的可靠性。
X射线条纹相机 可靠性 强电磁辐射 X-ray streak camera reliability strong electromagnetic radiation 
太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 845
李三伟 1,*郭亮 1李琦 1李欣 2[ ... ]张保汉 1
作者单位
摘要
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
作者单位
摘要
1 电子科技大学 物理电子学院, 成都 610054
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在激光等离子体研究中,电磁脉冲干扰对实验结果影响很大,为了减小这一影响,设计一款新的扫描晶体谱仪,整个机身设计成几乎全密闭的良导体。该晶体谱仪通过更换晶体和调整入射角可以获得较宽范围的测量窗口。在X光光谱为2.5~3.5 keV范围内的测量试验中,该扫描晶体谱仪的谱分辨能力为13(在2960 eV),时间分辨率为10 ps。其谱分辨和时间分辨可以满足对激光等离子体的研究。
X射线扫描晶体谱仪 X光谱 等离子体 布拉格晶体 streaked X-ray spectrometer X-ray spectrum plasmas Bragg crystal 
强激光与粒子束
2016, 28(2): 022005
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了获得大面积自支撑的高效率X射线光电转换材料,通过化学气相沉积和热蒸发镀膜工艺,制备出了大面积自支撑的CsI/PC膜,其中PC(聚碳酸酯)膜厚度为300 nm,CsI膜厚度在100 nm到1 μm.通过扫描电镜、X射线衍射仪研究了镀膜速度和受潮对样品表面形貌结构的影响.利用MANSON光源的X射线对不同沉积速率和受潮程度的样品的X射线转换效率进行了研究.在北京同步辐射装置标定了样品X射线光电转换效率,其响应灵敏度峰值大于3000 μA/W;将样品作为X射线光电阴极应用在X射线条纹相机上,在神光Ⅲ主机平台上获得了清晰的X射线图像.
自支撑薄膜 光电转换 X射线 谱响应灵敏度 self-supported membrane CsI CsI photoelectric conversion X-ray energy spectral response 
强激光与粒子束
2015, 27(8): 082006
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了提升X射线条纹相机阴极性能,提出了一种X射线条纹相机阴极的制作方法,采用此方法制作的阴极衬底薄膜使用聚碳酸酯作为原材料,厚度仅为300 nm,可较大程度降低对X射线的C吸收边效应,对提升阴极性能具有较大益处.利用北京同步辐射光源(BSRF)对制作的Au阴极和CsI阴极进行了绝对标定,给出了两种阴极在60~5500 eV能区范围内的绝对谱响应灵敏度,标定结果表明CsI阴极在60~5500 eV整个能区范围内都具有较高的谱响应灵敏度,即使在C吸收边位置谱响应灵敏度也只降低了约90%,表明阴极性能得到较大提升.
X射线条纹相机 光电阴极 谱响应灵敏度 标定 X-ray streak camera photocathode spectral response sensitivity calibration 
强激光与粒子束
2015, 27(8): 082003
作者单位
摘要
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 100094
3 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621900
在神光Ⅱ装置上开展了辐射驱动RT不稳定性的一系列实验, 获得了不同初始扰动幅度、不同扰动波长、不同材料样品等条件下辐射烧蚀RT不稳定性增长的高时空分辨背光图像, 特别是在大初始扰动幅度样品实验中获得了扰动增长的清晰图像, 观察到了扰动增长从线性区到非线性区的过渡过程, 二次和三次谐波的产生和发展清楚可见。充实了数值模拟程序考核的实验数据库, 对间接驱动ICF点火靶设计和研究具有重要作用。
惯性约束聚变 激光间接驱动 内爆 RT不稳定性 辐射驱动 inertial confinement fusion laser indirect-driven implosion Rayleigh-Taylor instability radiation-driven 
强激光与粒子束
2015, 27(3): 032016

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