Properties of Differential Scattering Section Based on Multi-photon Nonlinear Compton Effect

Properties of damping electrons in collision with photons based on multi-photon nonlinear Compton effect are investigated. The expressions of the differential scattering section are derived. Several useful conclusions are drawn.

Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应

应用多光子非线性Compton散射理论，研究了Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应，给出了冲击波功率密度与靶材熔化温度及沸腾温度与加热时间的表达式，得到了冲击波照射靶材烧蚀孔的最佳实验条件。结果表明：固体的生热率提高，温度分布发生变化，作用点达到熔化和沸腾温度所需时间和功率比无散射时小。当冲击波能量为250J，到靶面的距离为70～80mm时，对靶材烧蚀孔的效果较好。当时间为1．2～3．6ms，到靶面的距离为28～80mm时，烧蚀效果较好；当能量密度为400～2800J·cm^-2时，烧蚀深度成较差的线性增加，功率密度与烧蚀斑尺寸近乎成反比。

Compton散射下强激光等离子体的辐射阻尼效应

为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响,采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法,对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compton散射光作为等离子体产生辐射阻尼效应的新机制,给出了辐射阻尼满足的修正方程。结果表明,Compton散射使等离子体辐射阻尼效应对电子运动产生重要作用的几率增大,这主要是由于产生这种作用所需的入射激光强度降低,从而使电子频率增大、电场耦合频率增大的缘故。多光子非线性Compton散射光是产生和提高等离子体辐射阻尼效应的一个重要机制。

Compton散射下光折变晶体中的孤子传输特性

应用多光子非线性Compton散射模型和耦合非线性薛定谔方程,研究了Compton散射下光折变晶体中的孤子传输特性,结果表明,光折变晶体热透镜效应的实质,是晶体内形成的光孤子与空间电荷场中的孤子传输与耦合的过程,其耦合特性不仅与两波导中的孤子的相对相位有关,而且与Compton散射有关。两波导中的孤子的相对相位相同或相反,散射都会使它们之间发生能量交换和交换能量的周期发生变化,从而使形成的孤子的轮廓变得模糊。即使光沿着晶体的光轴方向传输,也有发生双折射的可能性。

相对论性电子的Compton散射

用单粒子理论研究了相对论性电子的Compton散射．当散射过程不改变光子运动方向时，存在n倍频效应，也存在光子频率及运动方向都不改变的散射过程．指出了一定条件下可以实现激光场对电子的有效加速．

Compton散射下磁化等离子体光子晶体光子带隙特性

为了研究多光子非线性Compton散射对横向磁光效应磁化等离子体光子晶体光子带隙特性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法进行了理论分析和实验验证,取得了关于晶体色散和调制不稳定性、光子带宽变化的重要数据,并提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体色散的新机制。结果表明,Compton散射使等离子体色散增强,耦合电磁波通带变窄、阻带变宽,有效地降低了电磁波传输中的交叉相位调制的不稳定性,频率低于等离子体频率的电磁波在等离子体中的传播几率减小。

Dispersion Properties of TIRPCF under Compton Scattering

The dispersion properties in the short wavelength region of total internal reflective photonic crystal fiber(TIRPCF) in Compton scattering have been studied by using the model of the equivalent twin waveguide soliton coupling, dispersion management solitons and effective refractive index. It is shown that the positive dispersion of the cladding waveguide of TIRPCF and the negative dispersion of its core waveguide are quickly increased by the square of the collision non-elastic composition between the electron and photons, and they are lessened by the increase of the electron absorption photon number. Under the one-photon nonlinear Compton scattering, the method of the compensated probing laser diffraction by the phase hole induced by the stationary pumping laser in the cladding waveguide enables the average dispersion value of TIRPCF to be close to zero, and the zero dispersion point quickly shifts to the short wavelength region.

双源CT双能量成像及其初步应用初探

目的:探讨双源CT双能量成像的成像原理及在临床中的初步应用,提高对双源CT双能量成像的认识深度。方法:依据对双源CT双能量成像的各种研究成果,结合双能量成像的发展历程,对双源CT双能量成像的放射物理学基础、成像原理、成像相关参数以及在临床中的初步应用进行分析总结。结果:双源CT双能量成像不同于一般普通双能量成像,具有其独特的特点。结论:通过对双源CT双能量成像技术的分析,大大提高了对双源CT双能量成像的认识。

能量响应相对平坦的康普顿探测器

对有能谱结构的γ辐射输出量进行绝对测量时,降低测量不确定度较好的选择方法之一是使用能量响应相对平坦的探测器。设计加工了厚度可调的康普顿探测器,得到了能量响应相对平坦的介质康普顿,该新型康普顿探测器在0.5-5MeVγ能区内的灵敏度相对平均灵敏度的变化可以小于17%,比标准康普顿探测器的灵敏度变化明显小一些,在强钴源放射性源场中验证了部分研究结果。

康普顿探测器优化设计

康普顿探测器可以获得脉冲X射线照射量随时间变化的波形,探测器特性主要由收集体、介质和金属外壳的材料、尺寸决定。针对神龙一号加速器产生的X射线的能谱结构,应用蒙特卡罗模拟方法,进行探测器结构尺寸设计,获得最佳的有机玻璃介质厚度为30 mm。探测器灵敏度系数随X光能量变化的曲线表明其能量响应较差,分析与计算结果表明在收集体前加低Z金属可有效改善能量响应特性并提高灵敏度系数。计算得到用于测量神龙一号加速器的X射线照射量的康普顿探测器的灵敏度系数为6.86×1011(C/kg)-1。

在γ能谱测量中验证康普顿效应

讨论了有关康普顿平台的基本理论,对康普顿平台的理论分布作了弥散修正;以康普顿平台修正后的理论分布为依据,与γ能谱测量得到的康普顿平台线形比较,得出康普顿反冲电子的能量最大值,将之与理论值相比较,验证康普顿效应。该过程可以作为物理专业的一个中级物理实验,可以使学生得到很多锻炼。

康普顿效应教学中几个问题的探析

分析了学生在康普顿效应学习中容易产生误解或者忽视的几个重要问题,以加强学生对康普顿效应的准确理解.

康普顿效应散射装置简介

本文从X射线研究的发展史出发,简述了康普顿效应原理.分别以分光技术和多道能谱技术,分析了X射线、γ射线散射装置的结构及实现原理.文章最后总结了康普顿效应的物理意义,同时指出了反康普顿效应在能谱仪研制中的重要性.

厚入射窗真空康普顿探测器设计

利用γ射线与物质作用的康普顿散射效应,设计了用于强流脉冲γ射线测量的具有厚入射窗真空型康普顿探测器。前窗采用厚度4.5 mm的Al,易于机械加工、真空除气和真空保持。收集极为φ50 mm×5.6 mm的Fe,对于1.25 MeV的γ射线,探测器灵敏度的设计值为4.5×10-22C/MeV。

X射线背散射透射一体成像系统设计

介绍了X射线检测技术在安检领域的应用情况,讨论了背散射成像系统组成结构。提出2种可经过一次扫描获得背散射图像与透射图像的一体机模型,并且搭建了相应的实验平台,完成了透射和背散射成像获取实验。特别是在双源结构平台上对藏匿在箱包中的TNT、硝酸铵爆炸物与水作为检材的透射、背散射图像内容做了对比说明;分析了单源并联一体机透射图像分辨率低的问题,为进一步改进背散射透射一体机图像信号噪声比和图像分辨率指出解决方法。

X射线质量吸收系数测量中一些问题的研究

作者采用能谱法及蒙特卡罗模拟计算方法,研究了影响测量X射线质量吸收系数的一些问题,并用等效原子序数进行了验证.

γ能谱康普顿平台的反冲电子密度分布研究

在γ能谱测量实验中，以刚性小球弹性碰撞作为γ光子与电子的碰撞模型，研究康普顿效应的反冲电子密度与反冲角度的关系，并对结果作出分析和讨论。

康普顿背散射成像中的有机物加亮效应研究

康普顿背散射成像技术与透射成像相比具有使有机物自动加亮的特点,因此更适合于对爆炸物、毒品等违禁物品的检测。本文通过蒙特卡罗仿真方法,分析了影响有机物加亮效应的若干因素(包括入射射线能量、被检物体尺寸、探测器大小与位置、探测器工作方式),为背散射成像系统设计提供了参考。

将科学研究融入大学物理教学的探讨--以宇宙射线研究为例

科学研究与教学工作相辅相成,互相促进,文中我们依托宇宙线教育部重点实验室,结合多年来从事大学物理教学工作及西藏宇宙射线实验研究的经验,将大学物理中的粒子作用、光电效应、康普顿散射与宇宙射线科学研究的相关知识进行了融合。虽然目前宇宙射线并未全面进入教育视野,但宇宙射线研究是物理界非常重要的一项课题,为人类认识粒子及宇宙起着非常重要的作用。如果将两者有机融合,既能激发学生学习大学物理的兴趣,为大学物理教学打开新窗口与对接接口,又可以同时宣传宇宙射线知识,使大学本科生了解宇宙射线,为拔尖学生的培养开创新的渠道。