神光Ⅱ升级装置软X光能谱仪研制

软X光能谱仪（SXS）是惯性约束聚变黑腔辐射流、辐射温度测量的主要诊断设备。根据神光Ⅱ升级装置实验需求，完成软X光谱仪系统研制，并开展了性能研究。谱仪采用环形透镜成像准直方法保证瞄准精度，通过固定角度平面镜安装机构来减少角度偏差。利用滤片、平面镜以及X光二极管（XRD）探测器的标定实验结果，得到谱仪测量能区为0．05～4．97keV。在短脉冲激光装置上开展通道时间响应性能研究，确定系统时间分辨力为99．22ps。

五通道多层镜软X光能谱仪研制

五通道多层镜软X光能谱仪以光电导探测器(GaAs)作软X光探测器,为了消除杂散光影响,在多层镜通道后面加适当材料滤光片,构成谱仪探测系统,使用能量范围260～1200eV,谱仪在神光 三倍频腔靶实验中,进行了实时考核,五通道全部测到软X光信号,基本达到预定的目标。

软X光能谱仪求辐射能流的改进方法

使用多道软X光能谱仪测量黑腔辐射能流时间过程并使用最小二乘法将多道谱仪的响应函数线性组合为等效平响应。针对惯性约束聚变实验中软X光能谱强度分布不均匀、等效平响应局部不平带来的误差,提出了辐射能流求解的加权改进算法。对不同谱形和等效积分温度的能谱进行了计算,比较了不同方法得到的能流还原能力。改进后的方法应用于实验数据的处理,得到了修正后的等效积分温度随时间的演化过程。

用于ICF软X光能谱仪时标系统的功分器研制

在ICF软X光能谱仪诊断实验中,为了将能谱仪各通道输出的纳秒尺度测量信号在时间上精确关联,需要测试系统提供定时精度好于200ps多路一致的时标信号。为此研制了无源纯电阻8路功分器来提供时标信号,通过对其性能进行的测试,表明该功分器基本满足现有物理实验要求。同时对功分器的进一步改进进行了分析,提出了解决方案。

软X光能谱仪探测元件晌应曲线标定

报道了软X光能诺仪探别元件的能量响应曲线标定工作．实验利用北京同步辐射装置-3W1B束经及反射率计靶室，在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下，在150—1500eV能区的四个能段，做了铝阴极X射线二权管、滤光片及擦入射平面反射镜能量响应标定实验，通过实验数据比对及分析，最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围。

用于ICF的软X光能谱仪时标系统的功分器研制

在ICF中，软X光能谱仪是诊断能量段在0．1～1．5keV的软X光能谱和时间特性的主要仪器。实验中，多台能谱仪将产生几十道输出信号并通过高速示波器进行记录，要实现对辐射场温度、软X光角分布和时间行为等重要物理参数的综合分析，则需要将能谱仪输出信号、各台示波器记录信号和实验打靶时间密切关联，为此建立了相应的时标系统作为打靶时间的定标基准，能谱仪各道输出信号通过多路功分器提供的时标相关联，多路功分器输出一致性和定时精度直接决定了物理实验数据的精度。

小型化软X光能谱仪研制

实验研究中，X光谱照初端、输出终端及其中间过程往往需要同时测量或多角度测量光谱发布，研究X光谱改造及传输效率。因此为了开展上述比较细致的辐射与物质相互作用相关的应用研究，建立小型化的X光谱诊断技术是十分必要的。

软X光能谱仪探测元件响应曲线标定

报道了软X光能谱仪探测元件的能量响应曲线标定工作 .实验利用北京同步辐射装置 -3W 1B束线及反射率计靶室 ,在束流 4 0— 80mA、贮存环电子能量 2 2GeV专用光运行模式下 ,在 1 50— 1 50 0eV能区的四个能段 ,做了铝阴极X射线二极管、滤光片及掠入射平面反射镜能量响应标定实验 .通过实验数据比对及分析 ,最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围 .

XML标准数据格式在科研软件I/O中的应用

XML是一种拥有严格语法定义的开放的标准文件格式,将XML应用到ICF实验用软X光能谱仪模拟和数据处理系统SpectroSim的开发中,作为输入输出的标准。结合应用介绍了定义谱仪参数的XML语言、定义其语法的Schema和可视化报告生成技术,针对其表达结构化信息的能力、语法的规范性、自述性和可视化的自动化等进行了研究,对XML作为科研数据载体以及I/O数据文件标准的可行性和特点进行了讨论。

利用金刚石探测器测量软X光辐射功率

使用天然Ⅱａ型金刚石光电导探测器（ＰＣＤ），测量激光等离子体发射的软Ｘ光辐射。由于探测器在２００ｅＶ～２２００ｅＶ之间具有平响应特性，可以不加滤片直接测量Ｘ光功率和能量。金刚石ＰＣＤ与软Ｘ光能谱仪和平响应Ｘ光二级管的测量结果基本一致。

软X光平面镜反射率标定实验

报道了掠入射软X光平面镜反射率标定实验。实验利用北京同步辐射装置 (BSRF) 3W 1B束线及反射率计靶室 ,在束流 35mA～ 110mA、贮存环电子能量 2GeV专用光运行模式下 ,在 5 0eV～ 85 0eV能区分四个能段 ,进行了 5°掠入射Ni平面镜反射率标定实验。标定过程中用高灵敏度无死层的硅光二极管代替X射线二极管作探测器 ,输出信号提高 2～ 3个量级 ,可标定能区从 15 0eV～ 2 70eV拓展到 5 0eV～ 85 0eV ,给出了完整的 5°Ni平面镜反射率标定曲线。最后把实验数据与理论计算作了比对并进行了分析。

蒙特卡罗采样法辐射温度测量不确定度分析

确定了影响辐射温度测量的软X光能谱仪各种光学元件、电子器件的不确定度及还原算法等不确定度来源。建立了基于蒙特卡罗随机采样的不确定度分析方法,获得了各种不确定度综合影响下的辐射温度不确定度。通过单独对谱仪各个探测通道时间对齐进行的分析,显示这一因素对辐射温度不确定度有较大影响。

“神光Ⅱ”上冲击波法测量黑腔辐射温度

在“神光Ⅱ”三倍频装置上,由黑腔产生的辐射驱动铝台阶样品产生冲击波,采用光学条纹相机测量冲击波速度,利用冲击波速度与黑腔辐射温度的定标关系,获得了与软X光能谱仪测量相一致的辐射温度;采用热波关系和能量守恒原理对辐射温度进行了分析,计算结果与实验结果一致。

“神光”-Ⅱ内爆动力学研究进展

在2004年的“神光”-Ⅱ内爆实验中，设计了球壳内界面涂S、且氘燃料区中掺Ar的辐射驱动内爆靶球（图1），实验排布如图2所示：针孔阵列一晶体谱仪（PA--CS）置于正西水平方向；正东水平方向放置时间分辨的晶体谱仪（扫描晶体谱仪S—CS），测量靶球内爆中心和S线谱发射的时间过程；正南水平方向放置一台针孔阵列—X射线分幅相机（XFC），监测靶丸内爆压缩发光图像；闪烁体探测器在靶室外东南方向监测内爆中子产额：软X光能谱仪在水平东偏北方向监测腔内辐射温度。由数千个针孔组成的针孔阵列和平面晶体组成的二维单色成像系统的测量原理如图3所示。