SiPM耦合塑料闪烁体探测器放大电路设计

为了解决硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier,SiPM)受环境噪声影响大的问题,设计了一款SiPM耦合塑料闪烁体探测器的信号放大电路。以AD8014放大芯片和CR电路构成负反馈选通放大电路,并且与OPA657跨阻式放大电路进行对比。该款电路以RC滤波输入部分和集成运算放大器构成信号放大电路,具有快上升时间及低输入噪声;以CR高通滤波电路作为比较器信号输入能够有效防止信号反射。实验结果表明:该信号放大电路能够有效滤除环境噪声,并且具备快上升时间。将该电路与塑料闪烁体探测器耦合,在室温下对^(137)Cs源进行暗噪声水平和输出信号一致性测量,其输出脉冲上升时间小于12 ns,暗噪声水平低于30 mV,优于跨阻式放大电路。

高功率紫外超短脉冲激光

建立了国内第一台桌面高功率紫外超短脉冲激光系统。采用放电泵浦KrF准分子激光器、离轴放大技术 ,将能量 1mJ的 2 48nm紫外超短脉冲激光放大到 5 0mJ,利用棱镜对进行群速度色散补偿 ,将激光脉冲宽度由 42 0fs压缩到 2 2 0fs,用焦距为 40cm的透镜将放大后的超短脉冲激光聚焦到焦斑 5 μm ,功率密度达到 1 0 17W/cm2 。

电子束泵浦KrF激光器进行超短脉冲的单束放大实验研究

电子束泵浦KrF激光器口径大、泵浦率高 ,可直接用于进行超短脉冲激光的放大。用天光一号电子束泵浦KrF激光器进行超短脉冲激光放大 ,将超短脉冲激光放大到 2～ 3J、1.2 ps,激光功率达到 2TW。

KrF激光在SF_6气体中受激布里渊散射的研究

用线宽０．５ｃｍ￣（－１）、脉宽２３ｎｓ的ＫｒＦ激光（２４８ｎｍ）在低气压ＳＦ＿６气体中进行受激布里渊散射（ＳＢＳ）的实验研究。测量了ＳＢＳ反射率随泵浦光能量、气体气压、透镜焦距等实验条件的变化关系，分析和讨论了气体气压、透镜瑞利范围对ＳＢＳ阈值的影响。

50mJ超短脉冲KrF激光系统的参数优化(英文)

介绍了原子能院建立的钛宝石 /KrF混合型激光装置 ,主要输出参数的测量和性能优化。放电泵浦准分子激光器采用离轴放大结构 ,结合棱镜对进行GVD补偿 ,获得 5 0mJ,2 2 0fs的紫外超短脉冲。用4 0cm透镜聚焦 ,靶上功率密度达到 10 17W/cm2 。

KrF激光受激布里渊散射脉宽压缩的研究

用线宽０．５ｃｍ－１、脉宽２３ｎｓ的ＫｒＦ激光（２４８ｎｍ），在ＳＦ６气体和液体环已烷中进行了受激布里渊散射（ＳＢＳ）脉宽压缩的实验研究。测量了脉宽压缩效果和ＳＢＳ反射率随泵浦光能量、气体气压、透镜焦距、焦点位置等实验条件的变化关系，分析和讨论了气体气压、透镜瑞利范围对ＳＢＳ阈值的影响。实验将２３ｎｓ的ＫｒＦ激光脉宽压缩至２－５ｎｓ。

电子束泵浦KrF激光放大器增益与吸收的测量

为研制百焦耳级ＫｒＦ激光放大器，发展ＭＯＰＡ系统，我们用自探测法在百焦耳级电子束泵浦ＫｒＦ激光装置上进行了激光放大器的增益与吸收的测量。泵浦率约为０．６７ＭＷ／ｃｍ￣２，激光介质为８９．６％Ａｒ：１０％Ｋｒ：０．４％Ｆ＿２的混合气体，总气压０．２５ＭＰａ，实验测得激光放大器的小信号增益系数ｇ＿０＝６．６％ｃｍ￣（－１）、非饱和吸收系数α＿ｎ＝０．９３％ｃｍ￣（－１）、饱和光强Ｉ＿ｓ＝２．５ＭＷ／ｃｍ￣２。

“天光一号”平滑化角多路系统的建立

采用诱导空间非相干(FEISI)的平滑方法结合传递傅里叶面的技术,建立了一套平滑化六束角多路系统。该系统输出总能量158 J,能量稳定度约4%,输出脉冲宽度25 ns,靶面有效焦斑直径400μm,焦斑均匀性1.6%,激光功率密度3.7×1012W/cm2。

用光学记录速度干涉仪测量自由面速度

建立了一套光学记录速度干涉仪系统(ORVIS),用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。该光学记录速度干涉仪系统的时间分辨率为179 ps,可以测量自由面速度随时间变化的整个过程。在天光KrF高功率准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长248.4 nm,脉冲宽度25 ns,最大输出能量158 J。在激光功率密度为6.24×1011W.cm-2的条件下,测得厚20μm铁膜的自由面速度可达3.86 km/s;在激光功率密度为7.28×1011W.cm-2条件下,100μm铝膜(靶前有100μm的CH膜作为烧蚀层)的自由面速度可以达到2.87 km/s。

高功率KrF准分子激光光束平滑技术实验研究

均匀辐照是束靶相互作用实验的首要条件。采用无阶梯诱导空间非相干(EFISI)光束平滑技术对KrF准分子激光光束进行平滑实验研究,初步得到了带宽Δλ为4×10-10m、相干时间tc为0.5ps、不均匀性小于12%的光束空间分布。

介质参数对受激布里渊散射脉宽压缩的影响

利用KrF激光和SF6介质从理论和实验上研究了声子寿命和增益系数等介质参数对SBS脉宽压缩比和能量反射率的影响。理论上采用一维瞬态模型对SBS过程进行数值模拟 ,考虑了瞬态过程、介质吸收以及泵浦耗空的影响 ,计算了SBS介质不同参数对脉冲压缩影响的规律。实验表明 ,在实验参数的变化范围内声子寿命越短、增益系数越小 ,越有利于脉宽压缩。在 0 .6 8MPa下 ,脉宽压缩比达到 8。数值模拟了声子寿命和介质增益系数单独变化时对SBS过程影响的规律 ,发现在声子寿命和增益系数同时变化时 。

紫外超短脉冲激光辐照固体靶产生硬X射线研究

实验研究了紫外高强度超短脉冲激光 (2 4 8nm,4 4 0 fs,5 0 m J)辐照固体靶时产生的硬 X-射线 (大于 30 ke V)能量连续谱 ,靶上强度达到 10 1 7W/ cm2 。 P极化光 4 5°照射 5 mm铜片 ,实验探测到了能量大于 2 0 0 ke V的 X射线信号 ,利用 Maxwellian分布拟合能谱得到了的超热电子温度为 6 7ke V。

长脉冲KrF激光驱动高速飞片实验研究

利用侧向阴影成像技术开展了激光驱动高速金属飞片实验研究,并介绍了飞片实验系统与条纹相机时空标定结果。实验在辐照激光波长248nm、脉宽28ns、能量100J、功率密度1.8×1012 W/cm2的条件下加速带有50μm烧蚀层的5μm铝飞片至10km/s左右。讨论了不同条件下加速过程的区别,分析了冲击波对飞片加速过程的影响,并从铝、钽飞片实验对比中发现激光烧蚀不同材料的能量转化效率是不同的。

紫外超短脉冲激光的单次测量

利用瞬态光栅衍射法研制了一台单次频率分辨光学开关激光参数测量仪,可以对脉宽范围在10ps以内的紫外超短脉冲激光进行单次测量。利用该仪器对重复频率为10Hz的放电泵浦和单次运行的电子束泵浦KrF准分子激光器的输出脉冲分别进行了单次测量,结果表明:对于放电泵浦,当系统工作在零啁啾附近时,脉冲波形和光谱分布较规则,相位分布起伏较小,当系统偏离零啁啾状态时,脉冲波形和光谱分布不再规则,并且相位分布为抛物线结构;对于单次运行的电子束泵浦,脉冲波形具有多峰结构,光谱具有复杂的调制,脉宽约为2ps,带宽约为1.3nm,相位分布为抛物线结构。

用饱和增益开关法压缩KrF准分子激光脉冲

为提高激光作用于靶上的功率密度和耦合效率，需对目前的激光进行脉宽压缩。本工作采用饱和增益开关法，利用预放大器的放大特性对前端输出的非相干光进行了脉宽压缩，最后将脉宽为23ns的种子光压缩到了12ns，且可根据需要在5～20ns内变化。

利用侧向阴影照相技术探测靶的飞行速度

建立起一套侧向阴影照相的光学系统,利用可见光作为探测光,在状态方程实验中对靶的飞行速度进行探测。在天光KrF准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长为248.4 nm。在激光功率密度为8.3×1011W/cm2的条件下,测得50μm厚铝靶的飞行速度为3.28 km/s;在激光功率密度为4.7×1011W/cm2的条件下,测得带100μm厚烧蚀层的13μm厚铝靶的飞行速度为2.52 km/s。最后进行了误差分析计算,实验中探测激光与靶表面偏离角度最大不会超过2.06°,偏离角对实验精度产生的影响可以被忽略。

有质动力对超短脉冲激光与固体等离子体相互作用的影响

通过测量由等离子体临界面移动造成的反射激光的频移 ,研究了有质动力对超短脉冲激光与固体等离子体相互作用的影响。实验表明 ,当激光强度达到 10 17W/cm2 时 ,有质动力将明显地降低等离子体热膨胀速度 ,造成极陡的密度分布 ,使得等离子体中的主导吸收机制 。

单光子入射方法测量超快硬X射线能谱

利用单光子入射方法测量了高强度超短脉冲激光 (1 3 0fs,1 0 16 W cm2 ,744nm)与固体等离子体相互作用产生的超快 (ps)硬X射线 (>3 0keV)能量连续谱。采用铅屏蔽、激光脉冲和线性门同步符合技术将HPGeX射线谱仪的本底计数率降低到 1 0 -4 炮 ,满足了单光子计数时的低本底要求。用该谱仪实际测量了激光等离子体产生的超快硬X射线能谱 ,所得结果与理论预期符合。

不锈钢放射性模拟样片在空气中的激光去污技术

采用APEX放电型准分子激光器作为激光光源,用低放废液制备不锈钢放射性模拟样片,在激光去污装置上开展激光去污工艺参数的研究。通过考察不同的辐照强度、脉冲频率、辐照角度及扫描速率参数对不锈钢放射性模拟样片表面去污因子DF的影响,获得了激光去污工艺参数。在此参数下对模拟样片表面的去污因子大于200,剥离厚度小于20μm。

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。