强激光与粒子束
2023, 35(5): 052002
1 中国科学院智能红外感知重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
受限于初始构型和光学加工能力，现有X射线成像诊断设备的最优空间分辨率被限制在3~5 μm。提出一种基于开放式Wolter构型的亚微米分辨率X射线显微镜。详细介绍了显微镜的光学结构、设计方法和关键参数。提出一种适用于Rayleigh-Taylor不稳定性诊断的大视场、高分辨率X射线显微镜的光学设计方案。开展了基于光线追迹的构型验证、像质仿真和系统响应效率评价。显微镜设计工作能点为2.5 keV，有效视场为±0.35 mm，在全视场范围内空间分辨率优于1 μm，几何集光立体角为3.73×10-5 sr，峰值响应效率为1.52×10-5 sr。
X射线光学 惯性约束聚变 等离子体诊断 Rayleigh-Taylor不稳定性 Wolter 多层膜
1 同济大学 教育部先进微结构材料重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院, 上海 200092
围绕着稠密等离子体硬X射线成像诊断, 提出了一种基于阿贝正弦条件的Wolter型X射线显微镜的光学系统设计。详细介绍了Wolter显微镜的结构特点和设计方法, 进行了参数优化, 定量分析了包括物距、放大倍数、掠入射角和双曲面镜镜长在内的初始结构参数对物镜性能的影响。由光线追迹可以得出, 在约±260 μm的视场范围内分辨率优于1 μm; 在±460 μm范围内优于3 μm。有效视场可达约1 mm, 几何集光立体角约为6.1×10-5sr。同时, 该系统具备平响应系统特性, 在mm级的视场范围内, 系统响应效率的一致性优于93.7%。
Wolter显微镜 X射线显微术 等离子体诊断 激光惯性约束聚变 Rayleigh-Taylor不稳定性 Wolter microscope X-ray microscopy plasma diagnostics ICF Rayleigh-Taylor instabilities 强激光与粒子束
2018, 30(6): 062002
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
果冻内爆实验是一种研究柱形汇聚条件下Rayleigh-Taylor不稳定性的实验方法，由于高速摄影图像不能分辨反弹阶段果冻内界面的扰动，因此采用中低能X光照相CCD相机接收技术开展果冻与气体混合区域的实验研究，获得了果冻环在不同时刻压缩、反弹的发展状况及其内外边界，并观测到果冻质量分数降低时果冻与气体混合界面的变化。实验结果表明：X光照相可作为测量湍流混合区域的半定量测试技术，有助于研究果冻内爆中的气液界面Rayleigh-Taylor不稳定性现象。
X光照相 果冻内爆实验技术 Rayleigh-Taylor不稳定性 湍流混合区域 X-ray radiography gelatin implosion technique Rayleigh-Taylor instability turbulent mixing zone 强激光与粒子束
2014, 26(3): 034002
1 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
2 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
瑞利-泰勒不稳定性增长的准确估计是激光聚变的重要研究课题.在神光Ⅱ装置上,利用面向背光照相技术对正弦调制平面靶的瑞利-泰勒不稳定性增长进行了实验研究,得到了清晰的时空分辨图像;采用傅里叶变换取基模法和求波峰波谷差值法分析了实验结果;两种方法得到的靶扰动增长因子相同.实验中平面靶扰动增长较小可能是密度梯度致稳和烧蚀致稳抑制了扰动增长,也可能是扰动进入了非线性阶段而使增长不大.
Rayleigh-Taylor不稳定性 面向背光照相 平面调制靶
对比研究了可压缩与不可压缩流体的Rayleigh-Taylor不稳定性小扰动阶段的增长速率,其中,压力是密度的任意单值函数,这个函数也即是可压缩流体的状态方程.研究表明:在相同密度分布条件下,可压缩流体的界面扰动增长速率总是比相应的不可压缩流体的界面增长率大,其相对增长率随扰动波长的增加而增大,随两种介质的声速减小而增大,在长波和易压缩流体中,相对增长率可达0.8以上.因此,在某些条件下,流体可压缩性对Rayleigh-Taylor不稳定性的影响是不能忽略的.
Rayleigh-Taylor不稳定性 可压缩流体 不可压缩流体 小扰动分析 增长速率 相对增长率 Rayleigh-Taylor instability Compressible fluid Incompressible fluid Perturbation Growth rate Relative growth rate
