Z-pinch X射线时间分辨多幅图像诊断系统

介绍了为"强光一号"设计的ns级时间分辨软X射线多幅图像诊断系统,分析了系统的主要性能指标,给出并分析了利用该系统诊断"强光一号"高功率脉冲Z pinch等离子体辐射源的最新的实验结果。

基于ARM7的X射线分幅相机的控制系统设计

X射线分幅相机是一套能够全面给出X射线辐射的空间信息及其随时间的变化过程的系统,被广泛应用于辐射非平衡特性研究和ICF(惯性约束聚变)实验内爆动力学。该文主要实现X射线分幅相机的电路控制系统设计以及基于此控制系统测得X摄像分幅相机的动态空间分辨率及曝光时间[1]。电路控制系统是整个X射线分幅相机的指挥控制中心,它主要由延时模块、传感器模块、高压电源开关模块构成。此控制电路系统基于ARM7体系结构的LPC2364微处理器来实现。

软X射线皮秒分幅相机的增益压窄效应

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,-1100 V)和(220ps,-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。

X射线分幅相机发展研究

X射线分幅相机是最有效的惯性约束聚变(Inertial Confined Fusion,ICF)诊断工具,具有良好的时间分辨、二维的空间分辨和动态范围大等优点。介绍X射线分幅相机经历的四个发展阶段,详细分析当前发展阶段行波选通型分幅相机,阐述了最新的X射线分幅相机研究结果,预测了未来X射线分幅相机的研究方向。

高时间分辨的扫描式分幅技术

介绍了二种用于 ICF激光等离子体诊断的 X射线扫描式分幅技术的技术原理 ;分析了相关的性能参量 .借助于特别设计的扫描变象管进行了该技术的原理性实验 ,并利用计算机数字图象处理技术进行图象的重构 .实验获得了持续时间约 1 0 0 ps的发光过程的 1 6幅图象 ,曝光时间优于 1 0 ps.阴极上空间分辨率分别为 3 .5 lp/ mm.

X射线分幅相机时标方法与稳定性

X射线分幅相机（XFC）具有一维时间分辨和二维空间分辨，因而被广泛应用于惯性约束聚变和高能量密度物理研究。XFC时标是指以激光打靶时刻为零点确定的分幅图像时间关系，获得具有准确时标的分幅图像对校准理论程序和靶优化设计具有至关重要的意义。目前相机的时间记录尺度为1ns，可以完整记录间接驱动自发光过程，但不能完整地记录1ns以上的激光打靶全过程。通过输出的高压选通脉冲与主激光脉冲的时间关联，可以在宽时间范围内定义分幅相机的时标，并具有较高的时间精度。

无增益微通道板皮秒分幅技术研究

研制了无增益微通道板(Microchannel plate,MCP)选通X射线分幅相机,由无增益MCP变像管、成像针孔阵列、皮秒选通脉冲发生器及CCD构成。对相机时间分辨率进行了测量,当无增益MCP加载-1.5 k V、145 ps的选通脉冲和-300 V的直流偏置时,测得相机的时间分辨率为59 ps。改变MCP直流偏置电压,获得了时间分辨率、输出信号强度与MCP偏置电压的关系。实验结果表明,随着MCP偏置电压的减小,时间分辨率提高,但输出信号强度降低。

电子束时间聚焦技术

利用时间展宽分幅相机研究电子束的时间聚焦现象.当阴极未加载脉冲电压时,测得相机的时间分辨率为80ps.当阴极加载斜率为14V/ps的脉冲电压、电路延时为11.395ns时,相机的时间分辨率为8.8ps,电子束的时间宽度经历了被压缩到被展宽的过程.改变阴极脉冲下降沿斜率,研究电子束时间聚焦时系统时间分辨与下降沿斜率的关系.当下降沿斜率为1V/ps时,时间分辨近似等于80ps,电子束到达微通道板时其时间宽度约等于原始宽度.当斜率大于1V/ps时,时间分辨小于80ps,到达微通道板时电子束时间宽度被展宽.当斜率为0.5V/ps时,时间分辨大于80ps,到达微通道板时电子束时间宽度被压缩.

图像信息获取技术研究进展

综述了作者及其课题组近年来在图像信息获取方面取得的新进展 .为扩展辐射响应范围 ,发展了硬X射线和中子探测技术 ,并研制了X射线影像增强器、非晶硒合金平板探测器和中子示波管 ;为满足超快现象研究对诊断技术的要求 ,研究了曝光时间短至 2ps(2× 1 0 - 12 s)的分幅技术和时间分辨电子显微技术 ;为实现X射线显微CT ,设计了一种束斑达 30 0nm的X射线管 .同时 ,利用激光脉冲技术和变像管技术 ,探讨了实现光功能成像的可行性 。

应用于激光等离子体实验的脉冲展宽分幅相机

研制基于脉冲展宽技术的行波选通X射线分幅相机,光电阴极加载偏置-3 kV的直流电压和斜率2.7 V/ps的斜坡电脉冲,微通道板微带上加载-483 V的直流偏置电压和半高宽度290 ps的选通电脉冲,电子图像成像比例为1∶1.利用激光器轰击金靶材产生短X射线均匀照明相机微带阴极,测得相机时间分辨率约为20 ps,在微带阴极长度小于20 mm范围内,相机增益均匀性优于20%;采用直流紫外光对相机的静态空间特性进行标定,在相机成像面直径小于56 mm范围内,空间分辨率测量值为10 lp/mm.

无增益微通道板时空特性的模拟研究

为提高分幅相机的时间分辨率,采用无增益微通道板(microchannel plate,MCP)代替有增益MCP研制分幅相机.利用Monte Carlo方法对无增益MCP的时间分辨特性、渡越时间弥散及空间分辨特性进行了理论研究.结果表明,无增益MCP的时间分辨率随着选通脉冲宽度的减小而提高,无增益MCP中电子的渡越时间弥散小于有增益MCP的渡越时间弥散.无增益MCP变像管的空间分辨率优于有增益MCP变像管的空间分辨率.因而,无增益MCP可以减小电子的渡越时间弥散,获得更好的时间分辨率.

高速摄影及其装置

TB872 2004010492 Z-pinch X射线时间分辨多幅图像诊断系统=Time resolved X-ray image diagnostic system for Z-pinch[刊,中]/邱孟通(西北核技术研究所.陕西,西安(710024)),吕敏…∥强激光与粒子束.—2003,15(1).