强激光与粒子束
2023, 35(9): 092003
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国科学研究院高能物理研究所, 北京 100049
3 中国科学研究院上海同步辐射光源, 上海 201204
在惯性约束聚变实验研究中,硬X光能谱的定量诊断设备滤波荧光谱仪的核心探测元件为硬X光闪烁探测器。鉴于此,建立一种基于半导体硬X光二极管的硬X光探测器能量灵敏度校准方法,其具有快速简便的优点,量值溯源不依赖放射源强度,校准不确定度为7%。首先,利用该方法分别在硬X光机和上海同步辐射光源上实现对碘化钠和氟化钡闪烁探测器在不同能量灵敏度范围的能量灵敏度校准。其次,使用蒙特卡罗模拟程序Geant4计算两种类型探测器的理论灵敏度曲线,并与校准实验结果进行比较分析,将校准数据外推到整个能量范围(10~100 keV)。最后,将该方法应用到真空隔离片能量透过率的精密校准,低灵敏BaF2闪烁探测器的校准结果可应用于高亮度硬X光源实验的研究。
光学学报
2022, 42(11): 1134014
红外与激光工程
2020, 49(11): 20200181
1 深圳大学物理与光电工程学院, 广东 深圳 518060
2 南阳理工学院计算机与信息工程学院, 河南 南阳 473500
研制了一种脉冲展宽型X射线光电二极管,并利用飞秒激光进行了验证。在光电阴极加载随时间变化的斜坡脉冲,使阴极与栅网之间产生一个随时间变化的电场,变化的电场赋予光电子轴向的速度色散,使较早产生的电子的移动速度快于较晚出现的电子。光电子进入漂移区,在到达微通道板(MCP)前被展宽,放大后的信号由示波器读出。应用脉冲展宽技术后,探测器的响应时间可提高约11倍。
超快激光 X光电二极管 脉冲展宽技术 时间分辨 透射式阴极 展宽倍率 光学学报
2020, 40(10): 1032001
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
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
采用砷化镓光导开关和Blumlein型脉冲形成网络以级联的拓扑形式构建平顶输出功率源, 驱动工业X光二极管产生X射线。提出了一种轮辐状金属-陶瓷沿面阴极, 并与普通金属阴极工业X光二极管重复频率实验结果进行比较。研究表明: 受限于阴极重复频率下的电流发射能力, 普通金属阴极工业X光二极管难以实现1 kHz重复频率, 采用新型阴极二极管实现了1 kHz重复频率2猝发脉冲X光输出, 这两个脉冲的二极管功率、X射线信号基本一致。
闪光X光机 光导开关 级联Blumlein型脉冲形成网络 X光二极管 重复频率 flash X-ray generator photo conductive semiconductor switches stacked Blumlein pulse forming network X-ray diode repetitive rate 强激光与粒子束
2016, 28(7): 075008
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
工业X光二极管型“单焦点”高重复频率闪光X光机在科学研究、工业检测等领域具有重要应用前景。基于光导开关脉冲驱动源开展了金属阴极工业X光二极管重复频率运行实验,采用烘烤处理方法研究阴极表面吸附特性对重复频率发射特性的影响; 以二极管阻抗模型为理论基础,通过重复频率实验获得的二极管电压维持时间和阻抗特性分析等离子体扩散过程。研究表明：对于高阻抗结构工业X光二极管,金属阴极为表面吸附杂质或气体解吸附形成等离子体发射机制,一次放电后阴极表面对气体的再吸附过程限制了其在高重复频率条件下的电流发射能力,同时由于阴极等离子体扩散过程变慢使得二极管电压脉宽变长。具有高重复频率电流发射能力的阴极是发展“单焦点”重复频率X光机的基础。
闪光X光机 工业X光二极管 金属阴极 电子发射机制 重复频率 flash X-ray generator industrial X-ray diode metal cathode electron emission mechanism repetitive rate 强激光与粒子束
2016, 28(2): 025007
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
为了满足充气腔实验对探测器安全性能的要求, 开展了X光二极管的脉冲偏压施加技术的初步研究。在8 ps激光装置上, 设计了一种新的基于信号发生器的同步方法, 完成了X光二极管脉冲偏压加载工作方式的技术验证。脉冲偏压与直流偏压条件下, 探测器上升时间与半高宽变化值不超过10%。脉冲偏压源主要指标确定为脉宽110 μs, 激光打靶零后2.11 ms完成偏压卸载。
X光二极管 脉冲偏压 时间同步 时间特性 X-ray diode pulsed bias time synchronization temporal performances 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032020
中国工程物理研究院 流体物理研究所，中物院脉冲功率科学与技术重点实验室， 四川 绵阳 621900
闪光X光机是流体动力学等研究领域必不可少的实验诊断装置,物理需求推动其向更高剂量和更小焦斑发展。叙述了几种X光二极管研究现状和关键问题，阐述了适用于不同功率水平的闪光X光机驱动源，分析了阳极杆箍缩和磁浸没二极管的应用前景，讨论了阳极杆箍缩二极管、驱动源发展方向以及实现多幅照相涉及的关键技术。
闪光X光机 X光二极管 脉冲功率 闪光照相 径向均压绝缘堆 flash X-ray generator X-ray diode pulsed power flash radiography radial grading insulator 强激光与粒子束
2014, 26(1): 010201
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在黑腔实验中使用了一种滤片选通的平响应X光探测器，探测器基于Al阴极X射线二极管构成，并结合了一种特殊结构的复合滤片，实现了在金M带能区的带通平响应特性，探测器响应曲线的平整度好于10%。应用这种新型探测器，从不同方向测量了金等离子体在M带能区的腔外绝对辐射量和角分布。由实验发现，随着探测器与腔轴之间角度的增加，探测器透过激光注入口的观测视场减小，同时观测区域等离子体温度下降，从而导致探测器测量到的M带能量变小；输运腔在激光注入过程中存在等离子体堵腔效应，输运腔的M带能量份额比大腔的份额要高。
金M带 角分布 带通滤片 平响应 X射线二极管 Au M-band X-ray angular distribution band-pass filter flat-response X-ray diode 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2887
