高性能X光二极管的研制

作为X光测量的重要器件,X光二极管的研究和改进工作一直颇受重视。通过对储能系统和输出系统的重点研究与优化设计,研制出了新型超快响应X光二极管（XRD-Ⅱ）,并在8 ps短脉冲激光装置上对探测器的性能进行了研究。实验结果表明:XRD-Ⅱ的阻抗匹配特性得到提高,耐压能力达6 kV,上升时间达40 ps,半高全宽达80 ps。标定实验给出的灵敏度结果也说明其灵敏度得到了保证。超快响应X光二极管的成功研制可大大提高X光诊断的时间分辨力,为实现精密定量诊断提供有利条件。     

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。     

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。     

X光二极管脉冲偏压施加技术

为了满足充气腔实验对探测器安全性能的要求,开展了X光二极管的脉冲偏压施加技术的初步研究。在8ps激光装置上,设计了一种新的基于信号发生器的同步方法,完成了X光二极管脉冲偏压加载工作方式的技术验证。脉冲偏压与直流偏压条件下,探测器上升时间与半高宽变化值不超过10%。脉冲偏压源主要指标确定为脉宽110μs,激光打靶零后2.11ms完成偏压卸载。     

X光二极管脉冲偏压施加技术

为了满足充气腔实验对探测器安全性能的要求,开展了X光二极管的脉冲偏压施加技术的初步研究。在8 ps激光装置上,设计了一种新的基于信号发生器的同步方法,完成了X光二极管脉冲偏压加载工作方式的技术验证。脉冲偏压与直流偏压条件下,探测器上升时间与半高宽变化值不超过10%。脉冲偏压源主要指标确定为脉宽110 s,激光打靶零后2.11 ms完成偏压卸载。     

工业X光二极管重复频率实验研究

工业X光二极管型单焦点高重复频率闪光X光机在科学研究、工业检测等领域具有重要应用前景。基于光导开关脉冲驱动源开展了金属阴极工业X光二极管重复频率运行实验, 采用烘烤处理方法研究阴极表面吸附特性对重复频率发射特性的影响;以二极管阻抗模型为理论基础, 通过重复频率实验获得的二极管电压维持时间和阻抗特性分析等离子体扩散过程。研究表明：对于高阻抗结构工业X光二极管, 金属阴极为表面吸附杂质或气体解吸附形成等离子体发射机制, 一次放电后阴极表面对气体的再吸附过程限制了其在高重复频率条件下的电流发射能力, 同时由于阴极等离子体扩散过程变慢使得二极管电压脉宽变长。具有高重复频率电流发射能力的阴极是发展单焦点重复频率X光机的基础。     

工业X光二极管重复频率实验研究

工业X光二极管型单焦点高重复频率闪光X光机在科学研究、工业检测等领域具有重要应用前景。基于光导开关脉冲驱动源开展了金属阴极工业X光二极管重复频率运行实验, 采用烘烤处理方法研究阴极表面吸附特性对重复频率发射特性的影响;以二极管阻抗模型为理论基础, 通过重复频率实验获得的二极管电压维持时间和阻抗特性分析等离子体扩散过程。研究表明:对于高阻抗结构工业X光二极管, 金属阴极为表面吸附杂质或气体解吸附形成等离子体发射机制, 一次放电后阴极表面对气体的再吸附过程限制了其在高重复频率条件下的电流发射能力, 同时由于阴极等离子体扩散过程变慢使得二极管电压脉宽变长。具有高重复频率电流发射能力的阴极是发展单焦点重复频率X光机的基础。     

透射式阴极X光二极管初步研究

基于透射式阴极发射模型和平响应XRD原理,设计了透射式阴极,并制作550 nm CH+50 nm Au的阴极,并在神光Ⅲ原型装置上开展了初步验证实验。首先利用反射式XRD施加负偏压的实验开展直穿光影响评估,施加偏压为-1500 V时,没有观测到探测信号,表明直穿光产生光电子得到了有效抑制。利用原型主激光与第九路激光打靶实验,施加负偏压的透射式XRD获得探测信号显示第二个峰值信号延后第一个信号3.01 ns,该结果与第九路激光延迟时间一致,时间分辨能力满足实验要求。     

透射式阴极X光二极管初步研究北大核心CSCD

基于透射式阴极发射模型和平响应XRD原理,设计了透射式阴极,并制作550nm CH+50nm Au的阴极,并在神光Ⅲ原型装置上开展了初步验证实验。首先利用反射式XRD施加负偏压的实验开展直穿光影响评估,施加偏压为-1500V时,没有观测到探测信号,表明直穿光产生光电子得到了有效抑制。利用原型主激光与第九路激光打靶实验,施加负偏压的透射式XRD获得探测信号显示第二个峰值信号延后第一个信号3.01ns,该结果与第九路激光延迟时间一致,时间分辨能力满足实验要求。     

一种新型的软X射线二极管

介绍了用于激光等离子体发射的Ｘ射线量测量的一种新型的软Ｘ射线二极管（即ＸＲＤ〕的结构、原理、性能、标定及其应用。该探测器具有体积小、响应快、使用方便等优点，１９９０年和１９９１年已两次成功地用于“神光”装置上激光等离子体发射Ｘ射线测量。     

光源谱线宽度对测量滤光片光谱分布影响的研究

从理论上分析光源的光谱宽度对滤光片测量结果的影响,给出光源光谱曲线及滤光片透过率曲线为正态分布时测得的滤光片光谱分布曲线.     

X射线二极管时间特性研究

研究X射线二极管(XRD)时间特性.XRD 是构成软X射线能谱仪的主要部件，它用于激光等离子体发射软X射线谱测量.实验利用激光聚变研究中心的200TW激光器(激光能量～6J，脉冲宽度～30fs)打金箔靶产生的X射线发射谱,用滤片(Al)-XRD探测系统测量，探测信号由高频电缆(SUJ-50-10)传输和宽带示波器(TDS694C和TDS6604B)记录.实验数据进行了线性拟合和比对分析. 关键词： X射线二极管 时间特性 软X射线能谱仪 数据处理     

一种基于ＰＩＮ型光电二极管频率响应的测试方法

根据信号系统相关理论,提出了一种针对该类光电探测器频率响应的测试方法。该方法实现的测试系统主要包括窄带脉冲激光光源、光强衰减装置和光电探测器等。由光电探测器接收经过光强衰减后的窄带激光脉冲信号,同时利用数字示波器获得相应信号波形的上升时间;根据相关的计算公式,得到光电探测器的频率响应;对所得测试结果进行误差分析。实验结果表明:对理论频率响应带宽为１０．６ ＭＨｚ的探测器,利用该方法测得的相对误差为６％左右, 该测试方法简单、可行,适用范围广。     

高电压闭合磁环小型脉冲变压器

研制了一种结构紧凑、电压升压倍数高达109倍的200 kV级脉冲变压器,以实现高压脉冲变压器的小型紧凑化。用电磁理论分析、电路模拟及实验测试3种方法对变压器的耦合、耐压和输出特性进行了研究, 对重要参数进行了计算和设计。采用晶粒取向硅钢薄带作为变压器磁芯,且磁芯闭合,变压器的有效耦合系数高达0.95以上。高分子材料的绝缘套筒结构和分层交替的绕线方式,使得变压器在初级低压充电2.1 kV时,次级可输出幅度为230 kV、半高全宽为3 μs的高电压脉冲。模拟和实验结果验证了理论设计的合理性。     

New experimental evidence of the structural modification in single crystal Bi2Sr2CaCu2Oy by X-ray diffraction observation

The variations of the high angle 00 peak-shape by means of X-ray l scans of the 00l fundamental reflections were investigated in detail for a highly oriented Bi₂Sr₂CaCu₂O_y (Bi2212) crystal with sufficiently small intrinsic mosaicity and the same crystal annealed in air at 250, 300, 400, 600, and 750°C for 20 h in consequence. For the first time, we observed a new additional reflection almost overlapped original 00l fundamental reflection at annealing temperature below 400°C by X-ray diffraction measurement, which shows that there coexisted two sets of lattice periodicity in the c-direction of the annealed crystal. The new additional reflection appeared at 250°C and disappeared at 400°C. Its intensity was increased at 300°C. The measurements of the AC susceptibility, c-axis parameter and full width at half maximum (FWHM) of the 00 peaks showed that the new additional reflection was associated with the oxygen diffusion in CuO₂ planes and the changes of strain field. The results provide the new experimental evidence that the structural distortion is more sensitive to the oxygen diffusion in CuO₂ planes than to that in Bi–O layers.     

激光器阵列光谱合成的模拟研究

将输出光谱包络合理近似为高斯型,以高斯算法为基础,利用计算机软件编写了激光器阵列光谱合成模拟软件,实现了对激光器阵列合成波长、半高宽以及光谱图形的模拟。结果表明：用软件进行光束合成的激光器阵列波长与实际测试的波长基本吻合,但存在一定误差。基于这种情况,对模拟结果和实测结果的误差部分进行分析实验,以验证误差分析的正确性,并将误差重新编写到软件。该模拟软件可以在激光器组装阵列之前对激光器单条进行筛选,找出符合组成阵列波长要求的最佳激光器单条,使得实际生产出的激光器阵列波长与阵列的设计波长基本一致。     

双腔法布里-珀罗腔透射特性

基于单腔和双腔结构的法布里-珀罗(F-P)腔透射光强度公式,研究了单腔F-P结构的镜面反射率与腔长对透射谱线的影响;在总腔长相同时,模拟分析了单腔、对称及非对称双腔的透射光谱特性;分析了镜面反射率对非对称双腔F-P结构透射光谱的影响。结果表明:无论单腔还是双腔的F-P结构,镜面反射率增加导致输出峰的峰值半高宽(FWHM)减小;腔长度增加会导致输出谐振峰间距减小,而通过调节腔长比例系数和选择镜面反射率,总长度相同的双腔能在不减小主谐振峰透射率的同时增加谱线间距。最后,讨论了镜面反射率对输出谱线FWHM以及腔长微小形变对中心谐振峰的位置、FWHM和透射率的影响。     

三元1维含缺陷层光子晶体带隙结构

利用传输矩阵法研究了含缺陷三元1维光子晶体的带隙结构,并通过数值模拟分析了光子晶体缺陷层厚度的变化对带隙结构产生的影响。结果表明：含缺陷对称分布的三元1维光子晶体,缺陷层厚度对禁带的带宽影响不大;在较宽的禁带中存在一个很窄的透射峰,该透射峰随着缺陷厚度的增加而红移。在一定的范围内,给出了该透射峰波长随缺陷厚度变化的非线性函数关系,在此基础上对禁带中该透射峰的半峰全宽做了计算,给出了半峰全宽随缺陷厚度变化的关系图。     

两片掺铒玻璃样品级联荧光光谱的实验研究

介绍一种掺铒玻璃样品的制作方法，实验测量了单片及两片掺铒玻璃样品的荧光特性.结果表明：两片掺铒玻璃样品级联的荧光强度比单片掺铒玻璃样品的荧光强度高，半值宽度与高浓度单片样品的半值宽度近似相等；在两片掺铒玻璃样品级联的形式中，浓度高的样品靠近抽运光源时的荧光强度比浓度低的样品靠近抽运光源时的荧光强度高；两种低浓度样品组合的荧光强度相对于其单片样品荧光强度的增幅比两种高浓度样品组合的荧光强度相对于其单片样品荧光强度的增幅要高. 关键词： 掺铒玻璃样品 级联 荧光光谱强度 半值宽度