强激光与粒子束
2020, 32(11): 112004
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
设计了一种塑料靶表面涂铋(Bi)的靶丸替代常规内爆靶, 利用分幅相机获取辐射驱动内爆替代靶丸Bi等离子体再发射X射线的2维图像。实验时, 从主激光中分出一束光信号, 经光电转换后作为分幅相机的触发信号, 以激光直接驱动金球靶建立相机的时标。根据分幅相机的时标可确定每幅X射线图像相对于主激光的时间延迟。分析Bi球靶的X射线分幅图像, 得到夹持内爆靶丸的CH膜的烧蚀时间及Bi球靶半径的变化关系。通过X射线图像还可反推出诊断孔的大小和CH膜支撑靶丸的对称性。
X射线分幅相机 铋球靶 时标 CH膜 X-ray framing camera bismuth ball time scale CH film
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子学技术国家重点实验室,西安 710119
神光III装置核心X射线分幅相机将用于激光装置性能验收实验和宽范围的高能量密度物理、惯性约束聚变物理及基础物理实验研究.相机系统主要为记录神光III装置靶的时间分辨X射线发射设计，利用可更换的鼻椎实现具有二维空间分辨或者一维谱分辨的靶形貌时间分辨图像.神光III装置核心X射线分幅相机将被嵌入到一个铝制空气包中，空气包具有大容量冷却平板和一个特制的环境监测传感器阵列.相机设计很多部分不同于早期X射线分幅相机，如一套全新的阻抗匹配方案，曝光时间从0.07-1.5 ns可调，先进的荧光屏，脉冲屏压电路，准确的模块定位，独特的监控系统和完全远程计算机控制.其中先进的荧光屏和脉冲屏压电路已经获得初步应用.
惯性约束聚变 X射线分幅相机 诊断搭载平台 Inertial confined fusion X-ray framing camera Diagnostic instrument manipulator
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室,西安 710119
高速行波选通的X射线皮秒分幅相机的时间分辨率受皮秒选通脉冲的宽度和幅值的非线性关系直接影响。针对微通道板(MCP)行波选通皮秒分幅相机中的“增益压窄效应”,在高斯型皮秒选通电脉冲作用下,通过计算MCP分幅管的时间分辨率和对增益压窄效应的分析,得到MCP皮秒选通分幅管的增益压窄指数约为10.0,分幅管的时间分辨率约为选通脉冲脉宽的1/3.16。并在脉冲参数(250 ps,－1 100 V)和(220 ps,－900 V)下进行了分幅相机时间分辨率理论计算和实验测试,分别得到了理论时间分辨率为78.8 ps和67.6 ps,相机实验时间分辨率为76.4 ps 和66.5 ps的结果。
微通道板 X射线分幅相机 增益压窄效应 时间分辨率 选通电脉冲 micro-channel plate X-ray framing camera gain narrowing effect temporal resolution gating electric pulse
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
在神光Ⅱ装置上2.4 ns长脉冲三倍频激光(激光能量8×300 J)与腔靶耦合实验研究中,X光分幅相机通过激光注入孔观测获得了3种腔尺寸腔内Au等离子体径向运动时空分辨图像。用MATLAB对图像进行了定量处理,结合时间分辨辐射温度测量结果分析表明:在腔内不充气、无低Z衬垫情况下,标准腔(800 μm×1 350 μm)在激光脉冲作用到约1.5 ns时出现明显的Au等离子体堵腔效应;当腔尺寸放大到1.25倍(1 000 μm×1 800 μm)和1.5倍(1 200 μm×2 100 μm)时,腔内等离子体基本不堵腔。给出了3种腔尺寸不同时期腔内Au等离子体径向聚心速度,分析表明:大腔的聚心速度比小腔的慢,后期比初期慢。
X光分幅相机 黑腔 等离子体填充 堵腔效应 径向聚心速度 X-ray framing camera hohlraum plasma filling hohlraum closure radial convergence speed
