论文部分内容阅读
在惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion-ICF)研究中,主要诊断对象的特征是:空间尺度小(~100μm)、演化快(~100ps)、物理量值跨度大(~104)、状态极端(高温~108K,高密度~200g/cm3)、强干扰、单次实验。在这些特征条件下,要求同时对多个重要特征物理量进行多维度的高分辨时空关联诊断。条纹相机或者被直接用来测量超短脉冲辐射的强度-时间波形,或者作为高时间分辨的记录设备和其它仪器如显微镜、光谱仪构成联合诊断设备,提供超快空间-强度-时间分辨或能谱-强度-时间诊断参数。惯性约束核聚变辐射时间、空间和能谱组合测量,对超快诊断技术的时空分辨、动态范围、智能化以及远程控制能力提出了更高的要求。通过采用各向异性聚焦及电四极透镜技术,设计出物理弥散达到0.38ps,边缘空间分辨力达到56lp/mm的新型条纹变像管。通过采用模块化程控系统实现对条纹相机高压输出、环境监测、扫描档位切换和相机工作方式选择。利用Nd:YLF(脉冲宽度8ps、波长263nm)脉冲激光器对相机的性能指标进行了标定,测得静态和动态空间分辨力分别为35lp/mm和25lp/mm,动态范围达到950:1,时间分辨力达到8ps,在扫描和狭缝方向可实现独立变倍,和KB显微镜耦合,便于对目标的空间分辨率进行灵活配置。和传统的条纹变像管相比,各向异性聚焦条纹相机性能(空间分辨率、动态范围以及时间分辨)有较大的提高,但该款条纹变像管的极限性能指标还远远没有挖掘出来,还需要进一步提升标定平台建设,标定该条纹变像管的极限时间分辨能力,从设计结果看,该条纹管的极限时间分辨能力应该在1ps左右甚至更高,动态范围的进一步标定,需配置大动态CCD、低噪声像增强器以及采取光电阴极制冷等措施,根据国外相似条纹变像管的测试结果看,该条纹变像管的动态范围至少应该在3700:1以上。同时还可加强光电阴极研究,将各向异性聚焦条纹变像管的光谱响应从紫外、X光扩展到可见光甚至红外波段,并以该条纹管为核心器件,研制出工程化和商品化高性能的条纹相机。