一种用于软X射线激光去相干的单玻璃管光学透镜设计

激光具有亮度高、单色性好、高相干性及方向性好的优势,然而在激光成像、激光加工等场景只想利用其高亮度或高单色性,高相干性导致的干涉效应会影响和限制其应用效果.通过模拟计算的方法,设计了一种针对软X射线激光去相干的新型单玻璃管光学透镜.模拟结果显示,针对波长为10 nm、束腰半径为1.25 mm的软X射线激光光束,透镜入口端内直径5 mm、出口端内直径0.6 mm、长度15 cm的单玻璃管光学透镜在有效降低软X射线激光光束相干度的同时,在出口处获得了发散度为30—50 mrad的出射光束,相应的传输效率为78%,光强增益为52.74.针对波长不低于1 nm的激光光束,该型号的单玻璃管光学透镜能够将光束的传输效率保持在30%以上.本文还探讨了入射光能量和透镜长度对器件传输结果的影响.结果表明,根据全反射原理设计的单玻璃管光学透镜能够满足极紫外到X射线波长范围内激光去相干的应用需求,在X射线激光成像、激光加工等方面具有广泛的应用前景.     

传输同步辐射X射线的锥形单毛细管的物理特性

根据北京同步辐射装置生物大分子实验站(2W1A)的条件和应用,从理论上研究了锥形单毛细管传输同步辐射X射线的物理特性.计算了锥管传输效率随锥管长度、X射线能量的变化规律;计算了锥管出口处的光强分布,强度增益随工作距离的变化规律.结果表明:与传输发散X射线相比,锥形单毛细管传输平行X射线的物理特性有明显的不同.     

爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜的粒子污染仿真

X射线聚焦镜是一种对粒子污染物颗粒极其敏感的设备,通常依靠控制地面各流程的污染物积累来限制其影响.本文根据粒子污染物的特点,结合Mie散射理论构建了聚焦镜片上的粒子污染颗粒物与入射X射线光子的相互作用模型.在此基础上,结合蒙特卡罗法进行光线追迹工作,构建出爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜的粒子污染仿真程序.通过仿真计算得到入射X射线光子与粒子污染物相互作用时的反应截面与散射角分布函数.这两个量与粒子污染物的尺度相关联,本文将聚焦镜片样本上粒子污染颗粒尺度分布的测量结果进行拟合,得到粒子污染尺度分布.根据上述结果进行仿真计算,得到粒子污染物密度与聚焦镜的有效面积和角分辨的关系,并使用防污染监测数据和爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜性能测试数据验证了仿真结果的可靠性.对爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜粒子污染的仿真实现了对粒子污染物影响的定量分析,明确了粒子污染物对聚焦镜各方面性能的具体影响,为防污染工作提供了理论支持.     

X射线微光刻的常规X射线光源实现方法

叙述了利用固体靶X射线光源实现X射线微光刻的方法,给出了X射线掩膜、抗蚀剂及X射线曝光的工艺过程和实验结果.     

一种激光驱动的超短X射线光源

介绍一种可产生超短脉冲的新型Ｘ射线光源。它由多碱光电阴极、金靶及铍输出窗组成，当该射线管的阴极受到强光照射时，产生光电子发射，并经电场加速后轰击金靶，产生连续谱的Ｘ射线轫致辐射，经铍窗输出。用超短的可见光脉冲驱动该光源，并借助Ｘ射线扫描相机测量了该管的Ｘ射线输出，获得了５ｐｓ的Ｘ射线脉冲，这种光源可方便地用来标定Ｘ射线扫描相机的时间分辨率，此种产生超短电子脉冲的方法可在其他方面获得应用。     

软X射线布拉格—非涅耳多层膜一维聚焦镜的近似理论设计

从动力学原理出发对Ｘ射线布拉格－菲涅耳多层膜－维聚焦镜的近似设计理论作了推导，给出了近似方程并对近似理论作了误差分析，同时给出了作者编制的数值化计算机程序系统的设计框图及其设计结果，也给出了多层膜膜系设计结果。     

X射线激光器——新兴的短波长相干光源

Ｘ射线激光器是运行在电磁辐射波谱中Ｘ射线波段的短波长相干光源，通常，Ｘ射线激光器都采用高功率激光器作为泵浦源，强激光与靶相互使用形成的高温等离子体作为工作介质，并采用单程（或双程）行波放大的运行方式，近１０年来，Ｘ射线激光器的研制工作取得了重大进展，并开始了Ｘ射线激光应用的初步研究，现在正朝着提供高亮度，有较好相干性并且价格便宜的小型短波长Ｘ光光源的目标努力。     

X射线单能成像技术

利用平面晶体谱仪对内爆压缩靶丸内燃料区发射的X射线进行色散分光，可以获得λ／△λ1000分辨的线谱。在一定程度上，晶体分光的线谱可以认为是单一能量的X射线。利用针孔成像原理，若将若干个等间距针孔中心连线与线谱成一定夹角，每一个针孔形成单能的X射线源的像，再将若干单能像进行叠加，可以获得单能图像的二维空间分布。若阵列针孔设计合理、X射线探测器的灵敏度足够，可以获得高分辨的X射线光源二维的单能空间分布图像，其原理见图1。     

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．     

全反射X射线荧光分析植物粉末样品的制样方法研究

全反射X射线荧光光谱(TXRF)分析是一种应用广泛、经济快捷的多元素显微与痕量分析方法。随着现代科技机器自动化的快速发展,样品制备成为TXRF分析定量的关键问题。本实验以茶叶粉末为分析对象,探讨了在TXRF分析过程中分散剂、样品量及粒径对粉末悬浮样品的制样效果、制样过程重复性及测量准确性的影响。结果表明：（1）通过分析粒径范围大于180目的茶叶粉末样品的五个独立重复试样,测试了TXRF法的整体精密度,分析了仪器的稳定性与样品制备过程中的不确定度,结果表明不论在何种元素与浓度范围下,与样品制备步骤相关的不确定度对获得的结果的全局精度都有显著贡献（>60%）,样品的制备是分析误差的主要来源;（2）通过将粒径范围大于180目的茶叶粉末样品分散于1% Triton X-100与去离子水两种分散剂中,对分散剂的影响进行了研究,相较于非离子型表面活性剂,去离子水重复性更好,RSD在2.45%～11.64%之间,更适合作为粒径大于180目的茶叶粉末样品的分散剂,使得中、高Z元素的定量更为准确;（3）通过添加不同质量的粉末样品于5 mL去离子水中对样品量进行分析。样品量过低会导致制样重复性较差,而过高的进样量会导致样品薄膜厚度超过射线的测量厚度,有可能不再处于全反射条件下。对于植物粉末样品20 mg/5 mL是一个较为合适的样品量;（4）通过对7种粒径范围的粉末样品进行测量分析,研究了粒径对测量结果的影响。在粒径小于180目的范围内净计数随粒径的减小而增大;在粒径小于200目的范围内精密度随粒径的减小而提升;除Mn之外的元素粒径对准确性未有显著影响;在80～200目的范围内,不确定度迅速降低,大于200目后不确定度低于10%。综合考虑净计数、精密性与准确性,在制样过程中粒径范围建议研磨至200～300目之间,该研究结果可为植物粉末样品制样方法提供有效借鉴。     

基于X射线透射谱的铀浓度测量方法

在核燃料后处理流程中,需对工艺中的铀浓度进行准确测量。利用X射线管照射铀溶液,通过测量铀的L边界X射线透射谱确定铀浓度。文章设计了铀的L边界X射线透射谱测量系统。通过配制1~200 g·L-1铀标准溶液,建立铀浓度测量工作曲线,并对系统的精密度、准确度和稳定性进行测试。结果表明,铀浓度测量工作曲线线性拟合参数R2=0.999 9;系统对57.004 g·L-1铀溶液测量精密度为0.21%,对38.255 g·L-1铀溶液测量相对误差为0.32%;对2.236 g·L-1铀溶液进行连续测量,99.67%数据落在μ±3 s。     

用于高能X光转换的掺Tb3+硅酸盐发光玻璃性能研究

在高能的数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用,直接影响成像系统的性能。针对特殊用途研制的一种掺Tb^3 硅酸盐发光玻璃转换屏．可用于能量高达30McV的γ光子的成像探测：在百keV级的低能X光作用下的空间分辨力与301型发光玻璃相当．而在能量高达12MeV X光的照射下,其空间分辨力不低于1．51p／mm,发光效率约为301型发光玻璃的3倍．并对发光玻璃的相关性能与其组成进行了实验研究,给出了相应的测量结果。     

Effect of annular obstruction on tight focusing of partially coherent radially polarized Vortex beam

Based on vectorial Debye theory, the effect of annular apodization of tightly focused partially coherent radially polarized vortex beams in the focal field of high NA lens is studied. The intensity distribution in the focal region is illustrated by numerical calculations. It is found that the focal depth of the generated focal segment strongly dependent on the source coherence length for unobstructed case and the presence of annular aperture reduces the variation of focal depth with source coherence length.     

湍流参数对凝汽器数值模拟的影响

通过对一凝汽器的二维数值模拟,研究了湍流黏性系数和湍流扩散系数对凝汽器流动与传热特性的影响。结果表明,湍流参数的取值,对凝汽器不凝结率的计算影响较大,对壳侧压降也有一定影响。在凝汽器数值模拟中,采用两方程的RNGκ-ε模型米确定湍流参数,在管束区内部形成湍流参数较大的区域,能更准确描述凝汽器内的复杂流动。与常湍流参数的...     

以碳纳米管阵列为场致发射阴极的X射线源研究

碳纳米管具有优异的场发射性能 ,是一种很有前景的电子发射源。实验使用印刷方法将碳纳米管制备于玻璃基底 ,并作为X射线源的阴极。阳极材料为铜 ,其顶端为半球形 (半径为 2mm)。高压电源输出在 0～ 19kV之间可调。射线源工作真空度为 1× 10 -4Pa ,利用流气式正比计数器测到了铜kα 谱线 ,并且进行了连续 4h的运行。实验结果表明X射线源发光稳定 ,碳纳米管可以作X射线源的阴极。最后提出了改进的X射线源结构。     

基于模糊控制的冷凝器自动转台焊机的研制

本文对平行流冷凝器接管焊接技术进行了研究,设计研发了一套适用于自动化生产的自动转台火焰焊接系统。PLC作为控制核心,协同采集模块、焊接执行单元和流量控制单元对整个系统进行控制。系统引用模糊控制算法对燃气流量进行调节,实验表明模糊控制较常规的流量控制稳态误差小,稳定周期短,大大改善了系统的性能。     

基于双振子模型在线Low-E玻璃功能层光学常量的确定

从光与物质相互作用的微观机理出发,综合考虑了在线低辐射镀膜玻璃(Low-E玻璃)功能层材料中自由电子和束缚电子与光的相互作用,采用双振子模型描述了在线Low-E玻璃功能层材料的色散特性.用双振子模型所得出的理论公式对在线Low-E玻璃的透射谱进行了拟合,得到了Low-E玻璃功能层的光学常量.结果表明,双振子模型比Drude模型可以更准确描述在线Low-E玻璃功能层材料的光学特性,在可见光低频区和红外波段,用Drude模型描述在线Low-E玻璃功能层材料的光学特性也能得到较好的结果.     

基于汤姆逊散射的X射线光源的物理问题研究

针对汤姆逊散射X射线光源,推导了任意散射角下出射X射线的时间结构、产额,分析了位置和同步偏差、发射度、能散等非理想因素的影响.     

毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术在胶囊类药品分析中的应用

为了对胶囊类药品进行无损分析鉴别,利用两个多毛细管X光透镜搭建了共聚焦微束X射线荧光谱仪,两个处在共聚焦状态的透镜形成共聚焦微元,探测器只能探测到来自该共聚焦微元中的X射线信号,这有利于分别对胶囊壳和其内部药物进行原位无损元素分析,从而辨别它们的种类。分析了4种胶囊类药品对应的X射线荧光谱特征,从荧光谱图上可以看出不同胶囊类药品有不同的X射线荧光谱,对应不同的元素组成,所以可以利用胶囊内部药物对应的X射线荧光谱鉴别胶囊类药品的种类。实验证明,利用共聚焦微束X射线荧光技术可以在不破坏胶囊壳的情况下对胶囊类样品进行无损原位分析,该技术在胶囊类药品种类和真伪鉴别中具有潜在应用价值。