1 上海科技大学 上海 200120
2 中国科学院上海高等研究院 上海 201210
上海硬X射线自由电子激光装置（Shanghai High Repetition rate XFEL (X-ray Free Electron Laser) and Extreme light facility，SHINE）是一个高重频XFEL装置，束线站定时系统需要为设备提供基于硬件的精确的X射线束团编号和定时触发。对于SHINE束线站单脉冲工作模式的设备，采集数据包以及对应时刻的束团编号信息，便于后续实验数据分析。设计了一个束团编号采集的测试系统，它基于Zynq-UltraScale+型片上系统（System-On-Chip，SOC）搭建，采用了白兔协议（White Rabbit）协议的定时系统环境。该测试系统通过FPGA夹层卡（FPGA Mezzanine Card，FMC）获取嵌入型从节点的束团编号，使用LwIP（Light weight Internet Protocol）协议搭建的TCP协议栈实现束团编号的采集。采用Basler相机对该系统进行了实验测试，并使用pypylon库来采集相机的数据。实验测试结果表明：该束团采集测试系统获得的束团编号数量和图像帧数相同，可以满足SHINE束线站对于束团编号采集的需求。
定时 上海硬X射线自由电子激光装置 白兔协议 束团编号 Timing SHINE White Rabbit protocol Bunch ID
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源, 上海 201204
3 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
4 中国科学院大学, 北京 100049
基于目前世界上先进光源的硬X射线光谱仪的设计算法,采用圆柱面强弯曲布拉格晶体分光实现高能量分辨。提出了一种新型二次衍射分光光谱仪结构,可在3~25 keV光子能量范围内实现单发脉冲2×10 5的能量分辨率。运用理论分析和数值计算验证了光谱仪的能量分辨性能,并通过机械扫描得到带宽大于1%的重组光谱。该技术可以用于测量上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)硬X射线波段自放大自发辐射光谱中的细锐结构以及用户科学实验中的高分辨光谱的探测和应用,具有重要的研究价值和意义。
光学学报
2022, 42(11): 1134018
1 中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心, 上海 201200
2 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学, 北京 100049
研究了上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)第三条波荡器线FEL-III的光源性能参数及其稳定性。FEL-III波荡器线可覆盖10~25 keV的光子能量,是SHINE目前三条波荡器线中光子能量最高的。在光源性能参数与稳定性的研究中,考虑了束流散粒噪声、束流初始横向位置和入射角抖动,以及四极铁的横向位置误差等因素,给出了比较清晰和明确的光源参数和稳定性的表现,这可为束线站和实验站的设计提供参考,也可为潜在的用户实验提供参考。
光学学报
2022, 42(11): 1134016
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
提出采用球面弯曲晶体作为透射式成像器件的硬X射线成像系统,其基本结构是一个具有各向同性的X射线点源和一个球面Laue透射晶体,该结构能够解决常用反射式晶体结构不易实现能量在8 keV及以上的硬X射线成像的难题。在成像系统中,X射线由微小点源辐射,经过置于球面晶体前面的成像网格物体后,由α-石英球面晶体透射,最后成像于晶体后方的检测器面上。讨论了球面透射晶体获取不同放大倍率图像的成像机理,利用射线追迹程序设计透射成像系统进行仿真。模拟结果表明,所提结构能够实现二维空间分辨成像。铜靶X射线管背光成像实验也证明实验结果与理论分析具有一致性。
光学学报
2022, 42(11): 1134011
强激光与粒子束
2021, 33(3): 034002
强激光与粒子束
2021, 33(3): 035001
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学微电子学院, 北京 101407
3 中国科学院电工研究所, 北京 100080
4 北京市微电子制备仪器设备工程技术研究中心, 北京 100029
5 北京交通大学理学院, 北京 100044
菲涅耳波带片(FZP)能实现光源聚焦,是硬X射线显微成像最重要的组成元件之一。分辨率与衍射效率是FZP最重要的两个参数,但在实际设计与制备中,两者往往难以同时兼顾。因此,提出了一种基于严格耦合波理论的硬X射线FZP设计方法。该方法在指定分辨率的基础上优化衍射效率,给出了硬X射线FZP组成材料、环带宽度、外径、厚度以及厚度控制精度等参数的优化值。同时考虑到材料色散的影响,给出了最优衍射效率随光源能量变化的分布情况,为显微成像中的光源选择提供了参考。
成像系统 菲涅耳波带片 分辨率 衍射效率 严格耦合波 硬X射线 光学学报
2021, 41(11): 1111002
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源先进成像与工业应用研究部, 上海 201204
设计和加工了一台相位补偿的压电变形镜,使用干涉仪离线表征了其压电变形性能,并提出迭代全局优化算法,实现了变形镜对目标面形的快速高精度逼近。结合X射线散斑扫描技术,在光束的聚焦模式下测试了变形镜的在线相位补偿性能和对聚焦光斑尺寸的优化能力,结果显示,初始的43.4 μm焦斑尺寸经相位补偿后被压缩到了12.9 μm。上述研究为上海同步辐射光源的快速相位补偿提供了可能。
X射线光学 X射线变形镜 相位补偿 X射线散斑扫描技术 硬X射线聚焦 同步辐射
强激光与粒子束
2020, 32(3): 035005
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 621999
为获取聚龙一号实验装置负载放电产生硬X射线的能谱分布, 设计了一套7通道硬X射线能谱仪。介绍了这套多通道硬X射线能谱仪的测谱原理、主要参数及根据测量结果回推光源辐射能谱的解谱算法。在聚龙一号装置丝阵负载物理实验中对测量系统进行考核, 获得了信噪比较高的测量波形。利用最大熵方法进行解谱, 获得了丝阵负载产生的硬X射线能谱分布, 辐射能段主要集中在200~500 keV附近, 且1 MeV以上光子份额较低。
Z箍缩 硬X射线 Si-PIN探测器 能谱 聚龙一号 Z-pinch hard X-ray Si-PIN detector spectrum PTS 强激光与粒子束
2018, 30(10): 105004
