作者单位
摘要
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
以减小直线感应加速器X射线光源横向尺寸为目标,开展轫致辐射转换靶的设计。对聚焦打靶过程中电子束运动轨迹进行分析,指出同一个电子束轨迹分布,既可以描述为电子束在某纵向位置处具有一定的横向展宽,也可以描述为电子束保持较小横向尺寸时的轴向分布展宽,由此提出在束腰附近放置多个小靶片实现聚焦电子束有效阻挡的小尺寸多层靶概念设计。采用EGS4程序对X射线产额进行计算,发现靶厚度在一定范围内改变时X射线产额变化较小,基于这一规律完成了小尺寸多层靶的结构设计。进一步考察了一个设计应用实例,当聚焦电子束最小包络直径3 mm、会聚角100 mrad时,对比大尺寸靶,采用小尺寸多层靶可以获得等效直径减小约50%、产额减小约10%的X射线光源。该设计方法有望在相同的电子束品质和聚焦条件下,获得横向尺寸小于电子束最小束包络直径的X射线光源,具有一定的应用价值。
直线感应电子加速器 X射线光源 强流电子束 聚焦 轫致辐射转换靶 linear induction electron accelerator X-ray light source high current electron beam focus bremsstrahlung conversion target 
强激光与粒子束
2024, 36(3): 034003
作者单位
摘要
1 重庆工商大学 制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆 400067
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
4 重庆工商大学 机器人与激光智能制造研究所,重庆 400067
在微介观诊断中往往因为空间限制,选择具有亮度高、单色性好、对比度强的特征谱线,而忽略了轫致辐射谱线。率先实验设计了特征谱线和轫致辐射谱线的双光谱诊断X射线光源的方法,在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束靶室上进行实验,激光功率密度大于1.6×1018 W/cm2,脉宽为30 fs,45°入射靶面。在入射靶前侧,设计了用于特征光谱成像的针孔成像光路,获得Cu纳米颗粒靶产生的特征X射线的焦斑图像,为76 μm,大于刃边方法测得半径为54 μm的焦斑。在靶后侧,设计了轫致辐射成像光路,利用PIX射线CCD获得2×5的圆形Ta组图像。实验表明,利用双光谱成像设计合理,适合微介观材料动态诊断,提高诊断效率。
泵浦-探针技术 动态加载 纳米颗粒材料 X射线光源 pump-probe technology dynamic loading nanoparticle materials X-ray source 
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031015
作者单位
摘要
北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室, 北京 100875
X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学, 尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数。 如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要。 现有的光源参数表征方法, 尤其在表征微焦斑光源的参数时, 都存在自身的局限性。 锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件。 根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点, 分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响, 提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系。 设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法。 对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后, 将聚焦镜放置要测量的光源前, 与光源形成聚焦光路。 在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下, 通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱。 对所得能谱进行计算与分析, 得到各能谱中的能量最大值, 即聚焦光的能量上限。 利用聚焦光能量上限、 光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法, 可同时得到光源焦斑尺寸和焦深。 选用制造商给出焦斑尺寸约60 μm, 焦深为20 mm的微焦斑钼靶光源作为测量对象, 利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1 μm, 焦深为19.7 mm。 用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3 μm, 焦深为20.1 mm。 相较于现有的方法, 基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势, 对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值。
X射线光源 焦斑尺寸 焦深 全反射 锥形单玻璃管X射线聚焦镜 X-raysource Focal spot size Focal depth Total reflection Tapered glass monocapillary X-ray condenser 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2812
王亚冰 1,2,*朱玉 1,2孙天希 1,2孙学鹏 2[ ... ]张丰收 1,2
作者单位
摘要
1 北京师范大学 核科学与技术学院,北京 100875
2 北京市辐射中心,北京 100875
为了正确表征X射线光源参数,本文利用单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜,设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸和焦深的方法。该方法利用椭球单玻璃管X射线聚焦镜具有单次全反射成像能力的特点,对多个已知焦斑尺寸的多毛细管X光透镜模拟光源的焦斑成像尺寸和椭球聚焦镜的面形误差进行表征,从而确定光源焦斑尺寸和经过椭球聚焦镜后的焦斑成像尺寸以及椭球聚焦镜的面型误差之间的通用数学关系。然后,通过分析待测光源焦斑经过椭球聚焦镜所成像的尺寸来得到被测量光源的焦斑尺寸。利用该法也同样可以得到光源焦深的大小。为了验证设计方法的可行性,测量了实验室微焦斑X射线光源的焦斑和焦深参数。测试显示: 对于焦斑直径约为50 μm、焦深约为20 mm的光源,文中方法得到的算术平均值标准偏差分别为1.5 μm和0.7 mm。结果表明: 本文设计的光源参数表征方法可以实现对微焦斑源焦斑尺寸和焦深的同时测量,在X射线源的研制和应用领域具有潜在应用。
单次全反射椭球单玻璃管 X射线聚焦镜 X射线光源 焦斑尺寸 焦深 single-bounce ellipsoidal monocapillary X-ray cond X-ray sources focal spot size and focal depth of X-ray source 
光学 精密工程
2017, 25(11): 2872
刘航 1冯立强 1,2,3
作者单位
摘要
1 辽宁工业大学 化学与环境工程学院, 锦州 121001
2 辽宁工业大学 理学院, 锦州 121001
3 中国科学院 大连化学物理研究所 分子反应动力学国家重点实验室,大连 116023
为了测量中红外激光相位及获得阿秒脉冲, 采用高次谐波截止能量随激光相位改变而变化的方法, 进行了中红外激光相位测量及阿秒脉冲输出的研究。引入一束少周期激光场后, 组合场相位对谐波发射截止能量的影响要比单独中红外激光场相位对谐波截止能量的影响明显很多。因此, 提出了一种利用谐波截止能量与相位角的对应关系测量多周期中红外激光相位的方法。同时理论研究了3束中红外激光场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点。结果表明, 适当调节3束激光场的延迟时间和相位角, 不仅谐波发射的截止能量得到了延伸, 而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用, 形成了一个272eV的平台区; 通过叠加谐波谱上的谐波, 可获得一系列脉宽为34as的X射线光源。该研究对中红外激光相位测量及阿秒脉冲的输出是有帮助的。
激光光学 相位测量 高次谐波 中红外场 阿秒X射线光源 laser optics phase measurement high-order harmonic generation mid-infrared field attosecond X-ray source 
激光技术
2017, 41(2): 151
作者单位
摘要
1 重庆工商大学 制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室, 重庆 400067
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用多孔结构原理,研制了厚度为100 μm、孔隙率为70%的纳米多孔铜靶,密度比为固体铜的30%。实验在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束上进行,激光功率密度大于1.6×1018 W/cm2,脉宽为30 fs。利用16 bit单光子CCD获取了X射线能谱,测得铜Kα线光子产额为2.9×108 photon·sr-1·s-1,转换效率为0.008 38%。与压制加工的平面Cu靶相比,多孔结构靶的X射线产额约为平面靶的1.8倍,表明纳米多孔结构能够有效增强飞秒激光能量吸收,提高超热电子和X射线转化效率。
激光与物质相互作用 纳米多孔材料 转化效率 X射线光源 laser interaction with matter nano-foam materials conversion efficiency X-ray source 
强激光与粒子束
2016, 28(10): 101002
作者单位
摘要
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
通过模拟单色X 射线源下硅材料光栅泰伯自成像,研究振幅为均匀和高斯分布、光源尺寸与横向相干长度比值不同的单色扩展光源与金材料源光栅相结合的成像系统中光栅泰伯效应自成像条纹可见度的影响因素。计算结果表明,基于光栅的X 射线相衬成像系统中光栅泰伯自成像条纹可见度主要受成像距离和光源横向相干长度影响,受单色扩展光源的振幅分布和尺寸影响很小。
光栅 泰伯效应 数值模拟 单色扩展X 射线光源 光源参数 条纹可见度 
激光与光电子学进展
2016, 53(3): 033401
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
对三台单光子计数CCD的能量响应特性和探测效率进行实验标定。采用标准放射源对CCD进行照射,将CCD图像进行统计处理后,得到CCD的能量响应曲线。响应曲线近似为线性,不同的CCD响应曲线斜率明显不同。编写了MATLAB程序对多像素事件进行处理,获得CCD的探测效率曲线。在不同的能点处,CCD的探测效率明显不同,在5.1 keV附近探测效率达到最大值。标定结果与XOP软件计算得到的吸收效率理论结果比较一致。该标定结果可用于超强激光打靶产生的Kα荧光光子产额和能谱的定量精确处理。
单光子计数 能量响应 探测效率 标定 X射线光源 single-photon counting energy response detection efficiency calibration X-ray source 
强激光与粒子束
2013, 25(12): 3163
尼启良 1,2陈波 1,2巩岩 1,2曹健林 1,2
作者单位
摘要
1 应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
激光等离子体软X射线光源是脉冲式光源,对这类光源的光谱诊断有几种方法.文章介绍了一种新的、实用的测量激光等离子体软X射线光源光谱的方法.此方法以低噪声的通道电子倍增器探测来自光源的ns量级的脉冲光信号,并由低噪声、响应快的电荷灵敏前置放大器进一步将其放大,前放的输出电荷与输入的脉冲信号的峰值成正比.使用这种方法测量了铜靶激光等离子体光源和氧、氪气体靶激光等离子体软X射线源在8~30nm波段的光谱.
激光等离子 软X射线诊断 气体靶 X射线光源 
光学 精密工程
2002, 10(3): 235
作者单位
摘要
北京理工大学工程光学系
本文从全息再现像的物像关系出发,对准像面情况下,像点随波长及参考光源扩展的变化进行了研究.阐明了利用散射线光源作参考光使全可见光范围内的像叠加在一起,产生消色像全息图的基本思想,并引入了消色像域的概念.考虑到点基元全息图尺寸及人眼瞳孔对成像光束的限制,白光再现时,可以获得清晰、明亮、具有一定景深和相当视场范围的消色再现像.
散射线光源 消色像域 像点扩展 
光学学报
1989, 9(6): 527

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