毛细管放电Z箍缩等离子体雪靶模型

估算了毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的放电参数,讨论了放电过程中毛细管阻抗特性的变化.并从等离子体Z箍缩效应的原理出发,根据产生高温、高密度等离子体的雪耙模型,建立了毛细管放电条件下的方程组,对等离子体柱半径及等离子体坍塌时间进行了计算.     

Z箍缩等离子体X射线椭圆弯晶谱仪

为了测量Z箍缩等离子体X射线的空间分辨光谱,利用椭圆聚焦原理,研制了一种椭圆晶体谱仪.以Si(111)椭圆弯晶作为色散分析元件,椭圆的离心率为0.9480,焦距为1348 mm,布拉格角范围为30°～54°,谱线探测角范围为54°～103°,探测的波长范围为0.31～0.51 nm.设计了半径为50 mm的半圆型胶片暗盒,内装胶片接收光谱信号.分析了椭圆的弥散度对光谱分辨率的影响.在"阳"加速器装置上进行摄谱实验,胶片成功获取了氩喷气等离子体X射线的跃迁光谱,实测谱线分辨率(λ/Δλ)达300～500,波长与理论值吻合.     

基于球面晶体背光成像系统的性能模拟研究

为了实现球面晶体背光成像、验证球面晶体背光成像系统性能,采用模拟软件SHADOW对该背光成像系统进行了模拟研究,并对实际成像过程中影响系统成像的探测器位置、背光源的大小等参量进行了模拟分析。结果表明,探测器位置的微小变化对成像系统的相对放大率影响较小;背光源越小,成像系统的空间分辨率越高。该成像系统具有很好的空间分辨率,系统性能稳定可靠。     

激光等离子体X射线成像诊断研究

为了诊断激光等离 子体X射线二维空间信息,基于Bragg衍射原理建立了等离子体X射线背光成像系统,其核心 元件为石英球面弯曲晶 体,弯曲半径为143mm。在中国工程物理研究院神光III原型激光装 置上,利用建立的系统,进行了单色X射线背光成像实验,激光聚焦到平面 Mg靶中心聚爆产生高温等离子体X射线为背光源,成像物体为15μm ×15μm网格阵列,X射线CCD得到了清晰的Mg靶 单色X射线二维网格图像。通过对背光图像分析,在7.8mm×2.6mm的视场范围,成像系统得到空间分辨率为5μm。实验 结果表明,基于石英球面弯曲晶体的X射线背光成像系统可以用于等离子体X射线诊断研究。     

基于石英球面弯曲晶体的X射线成像研究

为了诊断惯性约束聚变的聚爆靶的尺寸、形状、分布和均匀性等情况,利用X射线布拉格衍射理论,搭建了基于球面弯曲晶体的X射线背光成像系统。其核心元件是α-石英球面弯晶,α-石英晶体性质稳定,结构完整,反射率和分辨率高。弯曲晶体尺寸为65mm×20mm,弯曲半径为143.3mm。利用该背光成像系统进行了单色X射线背光成像实验。成像物体为3×3阵列的正方形不锈钢网格,利用接收装置磷屏成像板,得到清晰的Cr KαX射线背光源二维空间分辨,在9.6mm×28.7mm的视场范围内,其像的空间分辨率大约为83.3μm。实验结果表明α-石英球面弯曲晶体适合于X射线的背光诊断研究。     

激光等离子体X射线椭圆弯晶谱仪的设计

为了诊断0．2～2nm的激光等离子体X射线．研制了一种新型的基于时间分辨和空间分辨的聚焦型椭圆弯晶谱仪．采用两个完全相同且对称分布的通道可以同时获得谱线的空间和时间分辨率。给出了弯品谱仪的设计参数，采用了新颖的瞄准对中技术．并对光源偏离椭圆轴线造成的误差进行了分析。在“神光Ⅱ”靶室上进行打靶实验对该谱仪进行标定，利用X射线CCD相机成功地获取了谱线的图像．实验结果表明实测谱线波长与理论值吻合。     

基于Talbot干涉的X射线光栅成像技术研究进展

从技术特点和研究热点的角度,综述了X射线光栅干涉成像技术与系统的国内外最新进展。介绍了具有代表性的基于Talbot-Lau干涉法的X射线光栅成像原理与系统结构,以及物质对X射线的衰减、折射与小角散射的多信息获取技术。综述了国内外对X射线光栅成像技术与系统的优化改进研究,主要包括光栅步进对高位置分辨率的松弛与大视场高分辨率光栅成像技术的实现。介绍了二维光栅与基于光栅的具有时间分辨率的四维成像技术的国内外最新发展动态。展望了X射线光栅成像技术的发展趋势。     

一种可传输轨道角动量的螺旋光子晶体光纤北大核心

设计了一种基于阿基米德螺线的新型螺旋光子晶体光纤,该光纤以二氧化硅为基底材料,包层由24个螺旋臂组成,每个螺旋臂包含11个小空气孔,纤芯设有大空气孔,包层与纤芯中间的环形区域用于传输轨道角动量模式。该结构在1300~1800 nm波段上可支持22种轨道角动量模式稳定传输,在1550 nm波长下,有效折射率差最高可达2.89×10^(-3),色散系数最低可达66.4 ps/(nm·km),非线性系数最低可达2.17 W^(-1)·km^(-1),且1500~1600 nm波段上的色散值变化均小于15.15 ps/(nm·km)。此螺旋光子晶体光纤不仅结构简单,且具有低非线性、色散平坦的性能,为螺旋光子晶体光纤的设计提供了思路。     

基于级联卷积神经网络的疲劳检测

为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线光谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,材料分别 为α-石英(1010)、 α-石英(2023)、α-石英(1011)和Si(111),几乎能够覆盖2~20 keV能带范围内的X射线特 征光谱。光谱检测 结构为光源位于椭圆的一个焦点,其辐射光谱经过椭圆反射聚焦于椭圆另一焦点,由X射线 成像板(IP)接收。图 像检测功能由分幅相机匹配小孔阵列成像完成,理想状态能够得到20 幅不同时间的聚爆靶图像。在谱仪与 聚爆靶之间的调整台上设置厚为60μm的Be膜,以保护针孔与晶体避 免聚爆溅射碎片破坏。在中物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了光谱仪结构,最后在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验并获得比较理想 的图像信号,信噪比(SNR)数据达到15dB。     

小功率平面螺旋电感耦合微波等离子体源的研究

 本文提出一种基于平面螺旋微带的2.45GHz小功率电感耦合微波等离子体源,根据等效变压器耦合模型分析等离子体源的谐振特性,通过微波等离子体吸收功率与等离子体阻抗之间的关系,研究不同气压条件下的放电规律.研究表明,在低气压条件下,输入功率不超过220mW时,空气开始放电;而在常压条件下,输入功率不超过1.5W时,氩气开始放电;随着微波等离子体的激励,小功率微波等离子体源的谐振频率和S参数都发生变化.这为电感耦合微波等离子体源的小型化研究提供了理论基础.     

基于空间光调制器的光学显微成像技术

空间光调制器(SLM)是一种对光波的光场分布进行调制的元件。它广泛应用于光信息处理、光束变换和输出显示等诸多应用领域。随着高分辨率空间光调制器在光学显微成像系统中的应用,大大提高了显微振幅和相位样品显微成像的分辨率和对比度,不仅能够实现各种传统的相位显微技术,而且能够灵活地以更复杂的相位调制方式实现新的显微成像。在光学显微系统中,SLM不仅用以控制样品照明光束,同时能作为空间傅里叶滤波器用于成像光路,综述了SLM在光学显微系统中的多种灵活应用。     

GPU计算液晶自适应光学波前重构的并行性研究

研究了图形处理器(GPU)计算液晶自适应波前重构的并行性。介绍了液晶自适应光学的Zernike模式波前重构算法,论述了GPU的通用架构和GPU实现波前重构的方法。在此基础上提出了利用GPU拥有的RGBA4个颜色通道进行并行计算,进一步加快计算速度,最后给出了实验结果。结果表明:在GPU计算波前重构时,利用RGBA颜色通道的并行计算,将计算速度提高了3倍多。     

湍流尺度对大气成像系统分辨率的影响

运用湍流大气的Andrews折射率谱近似模型从理论上分析了大气成像系统的光学传递函数并研究了有限湍流尺度 (湍流内、外尺度 )对湍流大气中成像系统光学分辨率的影响。结果表明应该考虑湍流尺度对大气系统成像的作用。采用近似Andrews折射率谱模型所得结果与采用纯指数谱计算结果有明显差别。