同步辐射应用于软X射线探测器的标定

介绍同步辐射(SR)在惯性约束聚变(ICF)研究中的应用.北京同步辐射光源(BSRF)在专用光运行模式下,束流强度35—110mA,贮存环电子能量2GeV.标定前,首先采用1000PL/mm透射光栅作色散元件,对光源进行单色性研究,用面阵软X光CCD对光斑进行均匀性研究.在3W1B束线上,可用能区50—1550eV,通过不同材料前置滤片抑制高次谐波,获得单色性好于95%的单色光.几年来,对十余种ICF实验诊断用软X光探测元器件及设备进行了能量响应绝对标定.大量实验标定数据被用于ICF实验诊断,提高了ICF实验数据的精度     

X射线胶片的脉冲光源响应标定

用ＬＦ－１１激光装置的１．０６μｍ脉冲激光加热Ｃｕ靶产生的Ｌ－壳层线辐射作脉冲Ｘ射线源，在曝光量为（０．０１～１０）－７Ｊ·ｃｍ－２范围内，标定了ＫＯＤＡＫＡＡ－５，ＫＯＤＡＫＳＷＲ和ＵＦＳＨ－Ｏ软Ｘ射线胶片的响应曲线，并与用连续光源标定的进行了对比．结果表明，这三种ｘ射线胶片，在强脉冲光源曝光条件下，都存在着胶片响应互易律失效问题，过去用连续光源标定的响应曲线，在激光等离子体诊断实验中，已经不能采用．     

标定脉冲星导航探测器的荧光X射线光源

为标定X射线脉冲星导航用探测器, 设计了一种荧光X射线源, 该射线源的工作原理是 用X射线管的出射线轰击特定荧光靶材, 从而获得能量一定的荧光X射线, 并以此作为标定探测器的荧光X射线光源. 采用硅漂移半导体探测器在大气环境下测试了按上述原理搭建的荧光X射线光源的能谱分布和光子流量, 从光子流量入手推算了该荧光X射线光源用于真空系统中对探测器进行标定的可行性. 研制出了荧光X射线光源样机, 并在真空系统中对荧光X射线光源样机光子流量做了测试. 在探测距离D_x=300 cm, X射线管管流I_a=200 μA时, 所测得的荧光X射线光源光子流量可达19.57 ph/s@4.51 keV, 25.22 ph/s@5.41 keV, 33.27 ph/s@8.05 keV, 确认了所提方法的可行性, 获得了标定探测器的荧光X射线光源.     

化学气相沉积金刚石X射线探测器相对标定

利用神光Ⅱ激光装置,开展了化学气相沉积金刚石X射线探测器的相对标定技术研究。实验得到了金刚石X射线探测器与已绝对标定的平响应X射线二极管对X射线辐射的测量结果,计算得到金刚石X射线探测器平均灵敏度为1.19610-5 C/J,不同发次得到的灵敏度与平均值之间的偏差不大于13%。     

化学气相沉积金刚石X射线探测器相对标定

利用神光Ⅱ激光装置,开展了化学气相沉积金刚石X射线探测器的相对标定技术研究。实验得到了金刚石X射线探测器与已绝对标定的平响应X射线二极管对X射线辐射的测量结果,计算得到金刚石X射线探测器平均灵敏度为1.19610-5 C/J,不同发次得到的灵敏度与平均值之间的偏差不大于13%。     

天文观察用超软X射线探测器的标定

在北京同步辐射装置3WlB光束线上,对天文观测用超软X射线(0.2keV-3．5keV)正比计数管探测器进行了系统地标定．得到了正比计数管的死时间、计数率坪曲线、能量线性、能量分辨、窗材料透过比曲线;借助于已标定过的光电二极管探测器,测量了正比管探到器的能量响应效率,标定不确定度在10％一18％之间．另外,还对正比管系统在卫星上的六道记录和在实验室里的多道记录进行了对比,两种记录方式符合得很好．     

天文观察用超软X射线探测器的标定

在北京同步辐射装置3W1B光束线上,对天文观测用超软X射线(0.2keV—3.5keV)正比计数管探测器进行了系统地标定.得到了正比计数管的死时间、计数率坪曲线、能量线性、能量分辨、窗材料透过比曲线;借助于已标定过的光电二极管探测器,测量了正比管探测器的能量响应效率,标定不确定度在10%—18%之间.另外,还对正比管系统在卫星上的六道记录和在实验室里的多道记录进行了对比,两种记录方式符合得很好.     

硬X射线调制望远镜低能探测器量子效率标定

低能X射线望远镜是硬X射线调制望远镜卫星的主要载荷之一,探测器采用CCD236.探测器的量子效率会影响能谱拟合和绝对流量,有必要对其进行标定.利用~(55)Fe放射源,以硅漂移探测器为标准探测器,标定了CCD236在Mn-K_α(5.899 keV)和Mn-K_β(6.497 keV)能量点处的量子效率,此能段在Fe线附近,对X射线天文观测有重要价值.考虑探测器的分裂事例后,Mn-K_α和Mn-K_β处的量子效率分别为71%和62%.在-95—-30?C工作温度范围内,CCD量子效率与温度无关.利用CCD236的结构及实测的量子效率,不考虑沟阻影响,得到耗尽层厚度为38μm.对CCD236施加不同的电压,其量子效率基本不变,表明其在两相驱动下高低电平的耗尽层厚度相等,进而说明CCD236一直工作在深耗尽状态,其耗尽层到了外延层和衬底层边界,已达最大值.     

二维硬X射线探测器自动标定平台研究

结合云台构建了EAST装置中二维硬X射线诊断的自动标定平台,通过调节云台的旋转和俯仰角度自动对探测器的所有像素点进行扫描测试,同时自动控制X射线管的束流能量和强度,从而对探测器每个像素点强度响应的线性度、不同像素点响应的一致性、相邻像素点之间的串扰等进行测量和标定。实验结果表明,探测器7×8像素点对硬X射线均有响应,强度响应的线性度可以达到R=0.999,初步验证了系统功能的可行性。     

X射线影像探测器

1895年,伦琴(Wilhelm Rntgen)使用真空管产生X射线,并将产生的X射线记录在感光照相胶片上.他夫人手掌的X射线影像成为了一个著名的范例.现在,真空管已经被搁置在博物馆中,而感光胶片还被我们经常使用.随着新型同步辐射光源、X射线光学,以及计算方法的快速进步,探测器技术的进展为探测物质的结构与动力学过程开辟了新的途径.     

强脉冲单色软X光标定源的研制

在激光打靶中，利用两块性能基本一致的多层膜镜作为色散元件，构成了一台简单实用的强脉冲单色软Ｘ光标定源。在９４年度的“星光”实验中，对该光源的性能作了初步研究，取得了一定的进展     

航空胶片的X射线标定

利用光谱扩展的荧光型软X射线单色光源产生的多条谱线,通过时间递增和光强递增的方法首次标定了国产高速航空胶片在软X射线和超软X射线波段的响应特性,给出了这种胶片的响应特性曲线即光学密度与曝光量的关系和相对光谱灵敏度曲线.     

X光二极管阴极灵敏度标定

 在北京正负电子对撞机同步辐射装置3W1B光束线上标定了一批X光二极管的灵敏度。应用一个简单的模型描述真空X光二极管光阴极发射光电子的机制。同时，阴极表面光洁度、氧和碳沾污可以解释金属光阴极的实际灵敏度曲线与模型预测的偏离。     

UFsh—O软X光胶片在质子荧光源上的绝对刻度

介绍在Ｋ—４００质子加速器上，以质子激发低Ｚ材料产生的内壳层荧光（波长０．５０～６．８ｕｍ）作为光源绝对刻度ＵＦｓｈ—Ｏ软Ｘ光胶片．给出了该种胶片的三维黑密度曲线并对结果作了讨论．     

用henke X光源标定Kodak SWR底片的响应曲线

利用Henke X光源,通过电子激发方式,获得了C的K_a线(277eV)和Mo的L线(193eV),通过X光激发方式,获得了Al的K_a线(1.5keV)和Ti的K_a线(4.5keV)。利用流气式正比计数管监测X射线强度,测得了Kodak SWR底片对以上四种能量的X光的响应曲线。     

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。     

亚千X光能谱仪响应曲线实验标定

介绍了在高强度带电粒子激发Ｘ射线光源装置上标定亚千Ｘ光能谱仪的总响应，给出了Ｘ射线二极管（铝阴极）的灵敏度的绝对标定值以及作为高能截止分光元件镍平面镜的反射率，并与国外理论值和实验值进行了比较。     

5—25keV刻度用X射线发生器

利用轫致辐射激发原子产生X射线荧光,经吸收边过滤,研制成单色低中能X射线发生器。实验给出5—25keV能区的4个单能点的强度、纯度以及相应的剂量率,可供刻度使用。     

超短飞秒光脉冲产生技术

本文叙述了群速弥散补偿被动锁模环型染料激光器的特性;研究了产生极短飞秒光脉冲的条件和光脉冲强度分布的非对称性。该技术产生的最短光脉冲宽度为21 fs;光脉冲宽度可调范围从最短到500fs以上。实验和理论数据拟合证明光强分布为非对称双曲正割平方,非对称因子r在7到11之间。     

脉冲梯度增强技术的初步研究

自行研制一套脉冲梯度场系统,配合Bruker公司MSL 300谱仪研究脉冲梯度增强的高分辨核磁共振,研制以PC/286为核心的梯度脉冲波形和幅度可任意调节的梯度场发生器;改装谱仪的¹H液体探头、增加梯度场线图.分析了脉冲梯度场产生的涡流磁场的影响;报道了利用自制梯度场系统进行的脉冲梯度增强的高分辨COSY实验.