滤片-XRD探测系统响应时间测量

 研究了软X射线能谱仪探测道系统(系统包括X射线二极管（XRD）、SUJ-50-10电缆和不同频带示波器)的响应时间。实验利用上海激光联合实验室的20TW激光器激光(激光能量约20J，脉冲宽度约1ps)打金箔靶产生的X光，用XRD探测系统测量，记录示波器有TK684C，TK694C和WM8500等。将实验数据进行了线性拟合和比对分析。滤片XRD探测系统的响应时间随偏压升高而加快，随传输电缆长度的增加而变慢，因此测量快信号过程时，应提高探测器偏压，缩短传输电缆，选择宽频带高采样率示波器，以便减少系统的响应时间，减小信号失真程度。     

Al激光等离子体电子温度的时间分辨诊断

 将门控分幅相机与平面晶体谱仪耦合，构成时间分辨光谱测量系统，对Al激光等离子体的K壳层发射谱进行测量，获得了相对入射激光延迟约1ns，积累时间约200ps的光谱信号。利用稳态碰撞-辐射平衡（CRE）近似条件下的等离子体光谱辐射动力学模型，给出了Al激光等离子体Ly-β线与He-β线强度比以及Ly-γ线与He-γ线强度比与电子温度的函数关系。在此基础上，根据实验谱线强度比，得到激光强度为2.319×10¹⁴，1.937×10¹⁴和3.946×10¹⁴ W/cm²时，等离子体冕区电子温度分别为1.190(1±27%)，1.165(1±27%)和1.525(1±27%)keV。     

用光学记录速度干涉仪测量自由面速度

 建立了一套光学记录速度干涉仪系统(ORVIS)，用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。该光学记录速度干涉仪系统的时间分辨率为179 ps，可以测量自由面速度随时间变化的整个过程。在天光KrF高功率准分子激光装置上进行激光打靶实验，激光波长248.4 nm，脉冲宽度25 ns，最大输出能量158 J。在激光功率密度为6.24×10¹¹W·cm^-2的条件下，测得厚20 μm铁膜的自由面速度可达3.86 km/s；在激光功率密度为7.28×10¹¹W·cm^-2条件下，100 μm铝膜（靶前有100 μm的CH膜作为烧蚀层）的自由面速度可以达到2.87 km/s。     

基于门控积分的光电导探测器标定方法

 为了用同步辐射光源完成对光电导探测器的标定工作，用门控积分方法代替基于高性能宽带示波器的高灵敏测量系统，改进了前端放大器，带宽达到了2.9 GHz，改进后的门控积分系统灵敏度达到2.8×10^-18 C/bit。在北京同步辐射装置进行了金刚石探测器的灵敏度动态标定实验，针对碳、铝、镍、铁多种薄滤波片进行了测量，获得了具有比较好的信噪比结果。从试验结果可以初步得出样品探测器在长波段响应（50～280 eV）比较灵敏，在原理上验证了这种方法的可行性。     

带宽为56.978 GHz光拍频信号实时测量

瞬态宽带宽光信号广泛存在于激光干涉测速、光通信等领域,具有宽带宽、非重复性的特点,但现有的直接或间接光脉冲测量技术还无法应用于此类信号的测量。利用时间-波长映射的啁啾光脉冲和四波混频效应对瞬态光信号进行超高速光采样,通过采用时间拉伸技术和色散介质,放大其时间尺度,成倍提高了后端电子记录系统的带宽及采样率。实验结果表明,该方法可以实时测量带宽为56.978GHz的光拍频信号,等效测量时间分辨率为3.7ps,证实了所提方法的有效性。     

神光Ⅱ升级装置软X光能谱仪研制北大核心CSCD

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。     

皮秒级时间分辨超快高能脉冲激光光谱

 介绍了一种利用光电摄谱法和条纹管相结合测量ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的方法。论述了条纹相机工作原理和平面衍射光栅的分光原理,分析指出利用介绍的装置,可以实现波长300 nm ～1 600 nm、脉宽＞2 ps超快高能脉冲激光的光谱测量。采用1 054 nm超快高能脉冲激光器,实验得到了条纹像,对条纹像进行数据处理后得到测量光谱曲线,通过能量标定后,得到了超快高能脉冲激光器实际光谱曲线,验证了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱方法。讨论了系统中耦合透镜组对光谱测量和光纤色散角对条纹图像的影响,论述了ps级时间分辨超快高能脉冲激光光谱的作用。随着条纹管制造技术的飞速发展,该方法可用于fs级激光光谱的测量。     

辐射烧蚀区电子温度研究

此文叙述了采用晶体谱仪测量辐射烧蚀区电子温度的方法.在"星光Ⅱ”激光装置上,以波长为0.35μm,能量～70J,脉宽～700ps的强激光注入辐射烧蚀靶,实验首次测到了辐射烧蚀样品自发射谱,配合理论计算,给出了碳氢样品电子温度29eV.另外用空间分辨晶体谱仪研究了发泡铝靶电子温度空间分布;用双示踪元素等电子谱线法研究了Formvar(CHO)膜平面靶的电子温度.     

飞秒激光渡越辐射时间特性的实验研究

为了探索渡越辐射（TR）的时间特性，在100 TW掺钛蓝宝石飞秒激光器上利用光学条纹相机，在靶背表面法线方向测量了TR时间分辨成像光斑。实验测量结果显示:TR时间分辨成像光斑呈长条状，而辐射区域有发散角、有光强分布。 TR信号强而快，持续时间短，为ps量级，最先到达屏幕上。其他成分光辐射信号弱而慢，持续时间长，为ns量级，最后到达屏幕上。TR的时间特性能为鉴别和判断TR信号提供了新的依据。     

利用相干渡越辐射测量电子束团长度的分析与计算

利用相干渡越辐射(CTR)测量短和超短电子束团长度是国际上束测领域新发展的频域测量技术.文中理论分析和数值计算了北京自由电子激光装置的皮秒级的射频电子束团序列产生的CTR,当辐射波长在长于束长(4ps)时,渡越辐射发生相干增强效应;与非相干渡越辐射相比,当λ≥2πσz时,增强的倍数约等于束团中粒子的数目(10⁸);CTR从亚毫米波到毫米波段呈宽带连续谱特性;渡越辐射能量主要集中在轴线附近,宏脉冲辐射能量高达几毫焦.设计采用偏振型束团长度测量系统,利用CTR自相关技术,实验测量该束团序列的纵向长度,并藉助傅里叶变换光谱法,推求束团电子分布.     

研制超宽带全光取样示波器设备

全光取样示波器是研究与开发超高速光通信系统和光子交换网络的关键性测试仪器设备. 本文简介了我们自行设计和研制出的超宽带全光取样示波器设备的实验样机系统, 并报道了我们已取得的初步实验结果. 采用自主研发的高稳定性被动锁模飞秒光纤激光器作为该光学示波器的光脉冲取样源, 我们通过利用高度非线性光纤中的四波混频效应, 成功地实现了对脉宽为1.8ps、重复频率分别为10GHz和40GHz的光脉冲信号的全光取样. 然后通过数字信号处理和计算机图形处理, 得到了再现后的超短光脉冲信号波形, 并测出了其脉冲宽度值为2.3ps. 借助于该光学取样示波器实验样机, 我们还成功地完成了对脉宽为1.8ps、经过伪随机数据序列调制后的10Gbit/s和40Gbit/s光数据信号眼图的精确测量. 这是我国首次报道有关超宽带全光取样示波器设备的实际研制工作及其相应的实验测试结果. 所得到的有关超短光脉冲信号波形的测试结果也与用70GHz宽带电子示波器和超快光电探测器组成的常规光电测量系统所获得的结果进行了比较, 清楚地表明了我们研制出的全光取样示波器实验样机比后者具有更高的时间分辨率和更大的测量带宽.     

Open-loop electrooptic sampling for real-time analysis and near-field imaging of ultrafast electronic devices

In this paper, we present an open-loop electrooptic sampling system for real-time characterization and near-field scanning of ultrafast electronic devices. The system capabilities such as picosecond time resolution as well as 210 GHz of measurement bandwidth are verified with measurement of a CMOS nonlinear transmission line and an ultimate bandwidth of 230 GHz has been achieved with a post-process algorithm. The noise of the system is quantified and imaging over a broad range of frequencies for an on-chip antenna is demonstrated.     

小型超宽谱高功率微波辐射系统

小型超宽谱高功率微波辐射系统由Tesla型100 kV级ns脉冲源、Peaking-Chopping型亚纳秒气体开关及TEM喇叭天线构成。系统重复运行频率100 Hz,辐射因子rEp值75 kV,主轴辐射场中心频率520 MHz,-3 dB频谱范围230~810 MHz。系统集成于一便携箱内,体积为80 cm50 cm26 cm,质量约45 kg。该系统结构紧凑,能够快速展开和撤收,可方便用于超宽谱高功率微波应用技术研究。     

NEUTRON TIME OF FLIGHT ENERGY SPECTROMETER FOR ICF ION TEMPERATURE DIAGNOSTIC

A current-mode neutron time-of-flight(nTOF) energy spectrometer for inertial confinement fusion(ICF) ion temperature measurements has been designed which will reduce measuring error of fusion neutron energy spectra when the neutron yield is low. The spectrometer consists of a shallow cup-shaped ST1422 fast plastic scintillator with a thicknees of 3mm and full effective volume of 104cm³, a microchannel plate photomultiplier tube(MCP-PMT), a piece of coaxial cable(SUJ-50-7) with a length of 20m, and a transient oscilloscope with a bandwidth of 7GHz. The main performances of the spectrometer and its components have been calibrated. The rise-time and FWHM of the temporal response function are 260ps and 850 ps, respectively. This spectrometer will be used to measure ion temperature in the direct-driven implosion experiments on Sheng-Guang 2 laser facility at Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanica(SIOFM) next year.     

大色散稳定腔长的光纤锁模激光器的锁模特性研究

报道了一种新型的采用大色散腔结构的光纤锁模激光器,它可以有效地克服激光器腔长抖动对锁模的不良影响,同时,实验中发现,该结构对超模噪声也有很好的抑制作用。完成了大色散控制,电光调制器调制的,稳定的光纤锁模激光器实验,得到形状为sech^2的光脉冲输出,脉冲宽度为7.6ps,脉冲带宽积为0．335。     

频域反射法光纤延时精密测量

本文提出了一种应用于光纤延时系统中实现光纤延时精密测量的新方法,用以提高光纤延时测量的精度和准确性.该方法以1064 nm激光调制信号作为光源,通过测量回波信号的幅值和相位信息得到被测通道的频率响应,采用快速傅里叶逆变换得到被测目标的延时信息,实现光纤延时测量.本文通过理论分析和延时测量实验对频域反射法与传统的时域测量方法进行对比,使用频域反射法在调制频率范围10—200 MHz,采样频率间隔0.5 MHz的实验条件下,实现了3.3 ps延时测量分辨率,并证明了该方法具有比时域方法更高的测量精度,测量结果的准确性更好.     

Time-resolved chirp measurement for 100GBaud test systems using an ideal frequency discriminator

In this paper we present multi-channel chirp measurements of wide-band sources, using a programmable Fourier-domain optical processor (FDOP) as a near-perfect linear frequency discriminator element followed by a fast photodiode and electrical sampling oscilloscope. The electric field of a 10.7 Gbit/s phase-encoded data source and a directly modulated laser diode are simultaneously interrogated with this measurement system. The constellation diagram of the phase-encoded data source is demonstrated, and a comparison with another phase-sensitive measurement technique is performed. Additionally, an extension to this technique is demonstrated in which the time-resolved chirp of a picosecond-duration mode-locked laser diode with a 260 GHz spectral bandwidth is characterised using the FDOP and a high-bandwidth optical sampling oscilloscope. This measurement ensemble has sufficient temporal resolution to characterise random or repetitive data signals up to 100GBaud.     

Towards a microchannel‐based X‐ray detector with two‐dimensional spatial and time resolution and high dynamic range

X‐ray detectors that combine two‐dimensional spatial resolution with a high time resolution are needed in numerous applications of synchrotron radiation. Most detectors with this combination of capabilities are based on semiconductor technology and are therefore limited in size. Furthermore, the time resolution is often realised through rapid time‐gating of the acquisition, followed by a slower readout. Here, a detector technology is realised based on relatively inexpensive microchannel plates that uses GHz waveform sampling for a millimeter‐scale spatial resolution and better than 100 ps time resolution. The technology is capable of continuous streaming of time‐ and location‐tagged events at rates greater than 10⁷ events per cm². Time‐gating can be used for improved dynamic range.     

Spice simulation of a large-signal model for quantum cascade laser

A large-signal spice model of QCL is described, which is based on a set of rate equations. This model can also perform both small- and large-signal simulations. The dynamic responses obtained by using Spice simulator are obviously different from those in the interband lasers. No resonance peak is presented in the modulation response and the 3-dB bandwidth would reach tens of GHz. The turn-on delay time is on the order of ps that accord with the carrier lifetime of QCL. In addition, the dependency of bias current on the dynamic response are investigated. Results indicates that the bias current has a significant effects on the QC laser.