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为了优化多毛细管X光透镜的设计,利用旋转坐标系的方法建立子管方程,根据光线追迹原理建立了X射线在导管中传输的模型,直接求解一元四次方程得到X射线每次反射时与管壁的交点,从而追踪单根X射线的运动轨迹,并由大量X射线的总的运动规律得到X射线在单根导管中的传输规律,再由单根导管拓展到整个透镜。在此基础上编写程序,实现了对X光透镜的传输效率和光斑的模拟计算。为了验证模拟的准确性,对两个平行束透镜分别进行了实验测试和模拟。在8.05 ke V下,所测的传输效率为13.0%,模拟计算结果为14.2%。在对光斑的模拟中,模拟所得的光斑也与实验结果相符合。结果表明,模型的建立是合理的,在类似透镜的设计制造中有着潜在应用。 相似文献
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给出了X射线在毛细导管中传输特性的简明而系统的理论描述.在这个理论描述的基础上,建 立了X射线在毛细导管中传输的计算模型,编制了X射线在毛细导管中传输的计算程序.利用 编制的X射线在毛细导管中传输计算程序得到的数值结果和实验结果符合得很好.
关键词:
毛细导管
X射线
传输模型 相似文献
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X光在导管中的传输性能是设计X光透镜的基础。在研究X光导管传输理论基础上,建立了X光在导管中传输的射线跟踪方法,编制了蒙特卡罗模拟计算程序。对具体的模型,计算给出了导管的传输效率随X光源与导管入口面的距离、导管直径和曲率半径的变化关系。模拟表明:直圆柱导管的传输效率随导管直径增大而减小,随X光源所在平面与导管入口面之间的距离增大而增大;弯曲圆柱导管的传输效率随其曲率半径的增大而增大,当曲率半径趋向无穷大时,X光在弯圆柱导管的传输效率趋向于直圆柱导管的传输效率。利用编制程序计算得到的传输效率与实验结果符合较好。 相似文献
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采用光线光学方法对非线性自聚焦现象进行仿真, 能够从宏观上直观地体现强激光的传输过程, 同时避免采用近轴近似、自相似近似等. 本文采用在光传输路径上垂直于光轴切片的方法, 将光的非线性传输转化为切片上的光对折射率的调制作用和切片间的线性传输. 在切片端面上统计光强后对量化误差进行了抑制, 而线性传输过程采用了亚当斯法求解光线方程从而解决了龙格库塔法等不能用于非线性光传输仿真的问题. 仿真结果显示, 强激光自聚焦在轴上有多个焦点, 且第一个焦点的位置随光功率的增大而更靠近入射位置; 由于追迹的是实际光线, 故可以得到近轴区以外区域自聚焦及成丝(环)的情况, 这对于强激光系统安全是有重要意义的. 利用已有的同样基于光线追迹方法的光学设计、仿真软件, 可以把非线性自聚焦介质和线性介质结合起来, 仿真光在实际强激光系统中的传输.
关键词:
实际光线追迹
非线性自聚焦
光传输仿真 相似文献
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透镜导管耦合系统中光线三维追迹模拟分析 总被引:2,自引:0,他引:2
半导体激光器抽运耦合系统是固体激光器的重要组成部分.非成像系统空心透镜导管构成的耦合系统非常适用于大功率的半导体抽运阵列.为了给出透镜导管耦合系统的最佳结构,需要研究抽运光束在耦合系统内及输出面的分布.利用几何光学理论,在三维空间内,建立了空心透镜导管中抽运光束传播的数学模型,推导了光束传播的三维轨迹方程;在全三维光线追迹的理论分析基础上,开发了模拟透镜导管耦合系统传输光线的3D计算机仿真软件;通过该软件可以自动获得全部抽运光线在透镜导管耦合系统中的真实传输路径及在耦合系统输出端面的分布.最后探讨了抽运光束通过空心透镜导管耦合系统后的能蕈转换效率.计算结果表明,空心透镜导管的能量转换效率可以达到96.08%以上. 相似文献
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为优化设计软X射线聚束透镜,使之与软X射线源配合能最大限度地获得高强度软X射线束,在北京同步辐射装置软X光站3W1B束线上,对不同能量软X射线(50~1 500 eV)在不同规格毛细管光导纤维中的传输特性进行研究。研究结果表明:玻璃毛细管对软X光有较高的传输效率,毛细管内径越小,曲率越小,光子能量越小,则传输效率越大;使用含硼(B)量高的DM308型号玻璃材料拉制成内直径为0.45 mm﹑外直径为0.6 mm的毛细管组成的软X光聚束透镜有较高的传输效率,该规格毛细管可以将能量为250 eV的X射线传播方向改变26°后,其出射能量是入射能量的12%;使用由该规格毛细管设计的软X射线聚束透镜同软X射线点光源组合,收光角可以达到30°,透镜焦点处的功率密度是不使用透镜时的104倍。 相似文献
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钱立冰 李鹏飞 靳博 靳定坤 宋光银 张琦 魏龙 牛犇 万成亮 周春林 Arnold Milenko Mü ller Max Dobeli 宋张勇 杨治虎 Reinhold Schuch 张红强 陈熙萌 《物理学报》2017,66(12):124101-124101
采用新的具有常数锥角的玻璃锥管,并对玻璃锥管进行了外表面导电屏蔽,通过对电子穿越玻璃锥管的二维角分布随时间演化的观测,研究了低能电子与玻璃管相互作用的机制.发现电子穿越完全放电的玻璃锥管时穿透率先下降后平稳,整个过程中角分布中心发生微小移动,但角分布的半高宽几乎保持不变.这与我们之前发表的工作(2016 Acta Phys.Sin.65 204103)不同,这是由于对玻璃锥管进行外表面导电屏蔽会阻止外界不确定的快速充放电的影响,并形成了新的稳定放电通道,有利于实现电子的稳定穿透.电子的穿透率随倾角呈类似矩形的分布,透射电子的角分布中心伴随倾角的变化而移动,其穿透所容许的倾角与几何穿透一致. 相似文献
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软X射线光导纤维传输特性 总被引:1,自引:1,他引:0
为优化设计软X射线聚束透镜,使之与软X射线源配合能最大限度地获得高强度软X射线束,在北京同步辐射装置软X光站3W1B束线上,对不同能量软X射线(50~1 500 eV)在不同规格毛细管光导纤维中的传输特性进行研究。研究结果表明:玻璃毛细管对软X光有较高的传输效率,毛细管内径越小,曲率越小,光子能量越小,则传输效率越大;使用含硼(B)量高的DM308型号玻璃材料拉制成内直径为0.45 mm﹑外直径为0.6 mm的毛细管组成的软X光聚束透镜有较高的传输效率,该规格毛细管可以将能量为250 eV的X射线传播方向改变26°后,其出射能量是入射能量的12%;使用由该规格毛细管设计的软X射线聚束透镜同软X射线点光源组合,收光角可以达到30°,透镜焦点处的功率密度是不使用透镜时的104倍。 相似文献
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测量了30 keV的H+入射倾斜角度为-1°和-2°的聚碳酸酯微孔膜后,出射粒子二维分布图、角度分布、相对穿透率以及出射H+电荷态纯度随沉积电荷的演化.实验中30 keV的H+在微孔膜中输运特性与之前其他能区离子在微孔膜中输运特性有显著不同,实验中直接观测到出射粒子导向部分和散射部分的动态演化过程,出射的H+由沿微孔孔轴方向的导向H+和沿入射束流方向的散射H+两部分组成,随着微孔内电荷斑的沉积,出射的导向H+的占比不断减小,出射散射H+占比不断增加;出射H0占总出射粒子的比例不断减小,其中心方向逐步向入射束流方向偏转.微孔膜处于不同倾斜角度时,微孔内沉积电荷斑的位置和电场强度是不同的.同时模拟计算了入射H+在微孔内部的运动轨迹、微孔内部电荷斑电势和场强分布,实验结果和理论结果得到了很好的验证.对出射离子导向部分和散射部分的动态演化过程的观测和理论解释,使得对中能区离子在微孔膜中输运机制有更好的认识. 相似文献
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This paper develops a simulation program for x-ray transmission in an ellipsoidal capillary based on a ray-tracing method.The influence of the parameters of ellipsoidal capillary and x-ray energy on transmission efficiency,full width at half maximum and power density gain of x-ray beams through an ellipsoidal capillary was analysed by this program.It shows that the particular rules of the ellipsoidal capillary x-ray lens are different from the polycapillary lens.Furthermore,this analysis method can be applied to the optimized design of ellipsoidal capillary. 相似文献
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According to intensity distribution of the synchrotron radiation source focused by a toroidal mirror at the Beijing synchrotron radiation biological macromolecule station, theoretical modeling of the Beijing synchrotron radiation source is developed for capillary optics. Using this theoretical modeling, the influences of the configuration curve of the polycapillary X-ray lens on transmission efficiency and working distance are analyzed. The experimental results of the transmission efficiency and working distance at the biological macromolecule station are in good agreement with the theoretical results. 相似文献
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用体积浓度为30% 的低分散二氧化硅小球悬浮液注入毛细管中自组织生长成胶体晶体. 实验测量了这种胶体晶体的透射谱. 测量结果显示这种胶体晶体的透射谱的柱对称性. 在垂直毛细管轴向的平面内,谱带结构不随光的入射角度变化,测得光谱在径向转360°保持不变. 在含毛细管轴的平面内,在与毛细管轴向夹角越小的方向,谱带越紫移;在垂直毛细管轴方向有最红的带隙. 测量得的光谱结果表明这种毛细管内的胶体晶体结构是柱对称的, 胶体晶体中密排面平行于毛细管的管壁. 另外,此柱对称的胶体晶体比低浓度制作的体心胶体晶体稳定. 这种轴向对称性的光子带隙特性将带来许多潜在的应用.
关键词:
光子晶体
胶体晶体
光子带隙
透射光谱
毛细管 相似文献