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     

北京同步辐射装置软X光束线通量谱的绝对测量与计算

在北京同步辐射装置(BSRF)上用全吸收平行板充氙电离室作一级标准探测器,对硅光电二极管(AXUV—100)的效率在光子能量5—6.5keV进行了标定,建立了二级标准探测器;AXUV—100硅光电二极管在50eV-6keV有很好的线性响应,将其在硬X射线波段已标定的效率曲线外推到软X射线波段,并对BSRF3B1A和4B9B光束线在软X射线波段光子通量谱进行了初步地测量,测量结果与理论计算结果较为符合.在3B1A软X光学实验站,利用二级标准探测器对用于惯性约束聚变(ICF)的软X光探测器的灵敏度进行了标定,并取得了满意的结果.     

惯性约束聚变软X射线在线标定系统概念设计

长期以来,惯性约束聚变（ICF）研究软X射线诊断科学仪器设备的元器件标定工作主要依赖同步辐射光源X射线辐射计量站进行。该类装置通常与用于开展ICF研究的大型激光装置分处两地,难以满足ICF研究软X射线元器件实时实地的标定应用需求。另外,由于同步辐射和ICF激光等离子体产生的X射线辐射特性存在较大差异,同步辐射计量站的标定结果事实上也不能完全反映元器件在ICF实验应用中的计量响应特性。本文首先介绍一种基于单光学元件的软X射线紧凑型无谐波光源单色化技术,以此为基础提出研制基于ICF激光等离子体X射线源的同源、同几何位形、双束比较校准的多能量通道光源单色化系统,用于ICF应用软X射线元器件的在线标定。新系统一方面可望满足ICF软X射线元器件实时实地的标定应用需求;另一方面,其提供的标定光束的技术特征将最大可能地接近ICF激光等离子体X射线辐射本身。配备相应的X射线二极管（XRD）和标准探测器之后,该系统将形成一套具有在线自校准功能的新型多通道δ能量响应软X射线能谱仪。     

同步辐射标定平面镜反射率不确定度分析方法研究

为了提高多通道软X射线能谱仪的测量精度,2009年在北京同步辐射(BSRF)软X束线源上对多种材料的掠入射平面镜的反射率进行了标定.在标定实验的基础上,对光源的单色性、高次谐波以及源强稳定性、探测器响应一致性和数据采集统计误差等多项不确定因素进行了评估,给出了反射率的修正方法和相应的不确定度分析结果.     

软X光平面镜反射率标定实验

报道了掠入射软X光平面镜反射率标定实验。实验利用北京同步辐射装置 (BSRF) 3W 1B束线及反射率计靶室 ,在束流 35mA～ 110mA、贮存环电子能量 2GeV专用光运行模式下 ,在 5 0eV～ 85 0eV能区分四个能段 ,进行了 5°掠入射Ni平面镜反射率标定实验。标定过程中用高灵敏度无死层的硅光二极管代替X射线二极管作探测器 ,输出信号提高 2～ 3个量级 ,可标定能区从 15 0eV～ 2 70eV拓展到 5 0eV～ 85 0eV ,给出了完整的 5°Ni平面镜反射率标定曲线。最后把实验数据与理论计算作了比对并进行了分析。     

基频光腔靶辐射温度定标

研究腔靶辐射温度和X光耦合效率与靶结构及激光辐照条件的依赖关系。利用神光-Ⅱ基频光(波长1．053μm,能量3～5kJ／8束,脉宽0．6～0．9ns)辐照金腔靶。采用软X光能谱仪及平响应探测器分别测量腔靶诊断口辐射X光功率谱及其能量角分布。同时,利用五针孔时、空分辨成像技术对腔靶诊断口发射软X光进行实验观测,给出辐射温度推算中需要的等效诊断口面积修正因子。在北京同步辐射软X光标定站,对上述诊断用软X光探测元器件进行了全谱范围(0．05～1．5kev)的绝对标定,以提高X光辐射功率和黑腔辐射温度的诊断精度．     

在同步辐射软X射线能区硅光电二极管的自标定

在同步辐射软X光能区(50—2000eV)进行了硅光电二极管的自标定实验.因为消除了二极管的“死区”并采用很薄层的SiO₂作窗,使得可以用简单的模型来分析实验结果.由实验测得的光电流,计算出硅光电二极管的量子效率,并求得入射同步辐射的光通量.     

软X射线条纹相机静态能量响应的绝对标定

软X光扫描相机是对软X光时间特性进行研究的主要诊断工具.利用同步辐射作为光源,采用美国NIST的标准,对它的静态能谱响应进行了绝对标定,给出了X光条纹相机在100—1000eV能区的绝对谱响应,不确定度小于23%.     

固定角度平面镜标定方法与不确定度分析

在北京同步辐射装置新建4B7B束线没有安装反射率计,且用户空间有限的情况下,利用X光基准点还原的方法建立了一种Dante谱仪固定角度平面镜反射率标定方法。利用三光束瞄准方法完成了束线软X光基准重建,通过准直方法实现了平面镜与X光之间的高定角精度,并采取了相应的角度姿态监测,最终在实验中得到的平面镜标定角不确定度为1.0 mrad。基于固定角度平面镜多次安装和朝各个方向转动后的标定结果,获得了高精度的反射率曲线。     

用于“聚龙一号”上软X光通量探测的平响应X光二极管

介绍了聚龙一号上使用的一种由金阴极X光二极管（XRD）和具有特殊构型的复合金滤片构成的平响应XRD探测器, 测量软X光通量的标定和实验情况。该探测器的灵敏度在北京同步辐射的4B7B束线站和4B7A束线站标定。标定的灵敏度显示, 该探测器对0.1~4 keV之间的X光具有近似平坦的响应曲线。根据标定情况和探测器的谱响应特性, 给出了目前该探测器在用于Z箍缩产生的软X光通量诊断中的测量不确定度为12%。在单层钨丝阵Z箍缩实验中, 平响应XRD探测器测得Z箍缩产生的X光功率峰值达到52 TW, 能量达540 kJ。在动态黑腔实验中, 布置在径向和轴向的两套平响应XRD探测器被用于建立径向辐射功率波形和轴向辐射功率波形之间的时间关联。在典型的动态黑腔实验中, 测得轴向辐射功率峰值出现在径向辐射功率前约1.2 ns。