神光Ⅱ升级装置X光针孔相机研制
神光Ⅱ升级装置软X光能谱仪研制
谱 和 辐射 温度 时间演 化过 程 ］ ， 因此 Ｓ ＸＳ仍 然 是惯 性 约 束 聚变 黑 腔 辐射 流 、 辐 射 温度 测 量 的主 要诊 断 设备 。 多道 软 Ｘ光能 谱仪 是基 于 Ｘ光滤 光片 、 掠入 射 ｘ光反 射镜 和 Ｘ光二 极管 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 建 立 的 。 ］ 。滤 光 片滤 去低 能
制 。首 先进 行系统 结 构优化 ， 改 善准 直方 法来保 证 瞄准精 度 ， 改进平 面镜 安装 机构 以减少 角度 偏差 。然后 对谱 仪 性能 开展 研究 ， 通过 对滤 片 、 平 面镜 以及 ＸＲ Ｄ探 测 器 的标 定 实 验来 确 定谱 仪 测 量 能 区 ， 并在 短 脉 冲 激光 装 置 上开 展通 道时 间响应 性 能测量 以确 定 系统 时间分 辨能 力 。
强度 后 ， 再 由多个 能道 的强度 给 出整个 能谱 。滤 波法 分光 配 置 无窗 软 Ｘ 光二 极 管做 探 测 器 ， 构成 软 Ｘ 光探 测
道 系统 。配置 高压 电源 系统 的 Ｘ Ｒ Ｄ， 通 过微波 电缆 将 信 号传 送 至 数 字示 波 器 ， 完 成数 据 采集 。由高 速 示波 器 获得 的电压信 号 ， 利 用 每道 的响应 函数 ， 经 过解谱 得 到时 间分辨 的带 状 软 Ｘ光谱 ， 进 而 利用 发射 源 的尺 寸 和探
神 光 Ⅱ升 级 装 置 软 Ｘ 光 能 谱 仪 研 制
侯立飞， 李 军， 杜华冰， 崔延莉， 宋天明， 韦敏 习， 杨轶漾，
李三伟， 易荣清， 易 涛， 杨 国洪， 刘慎业， 江少恩
（ 中 国工 程 物 理 研 究 院 激 光 聚变 研 究 中心 ，四川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
第 ２ ５卷第 １ ２ 期
神光Ⅲ主机装置X光静态成像系统研制
摘 要 ： 针 对 神 光 Ⅲ主 机 装 置 的 靶 室 结 构 和 打 靶 方 式 要 求 ， 基于针孑 Ｌ 成像原理 ， 成 功 研 制 出应 用 于 神 光
Ⅲ主 机 装 置 的 ｘ 光 静 态 成 像 系 统 。 该 系 统 采 用 模 拟 靶 组 件 进 行 离 线 瞄 准 ， 并 可 进 行 在 线 轴 向 和 指 向调 节 ， 调
第 ２ ５卷 第 １ １ 期 ２ ０ １ ３年 ｌ １月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｇ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＣＩ Ｅ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ１ ． ２ ５，ＮＯ ．１ １
ＮＯＶ ．， ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ ２ ８ ９ ５ — ０ ５
Ｃ Ｃ Ｄ 在 神 光 Ⅲ主 机 装 置 上 进行 激 光 打 靶 考 核 ， 实验结果表 明， 该 系 统 达 到 神 光 Ⅲ主 机 装 置 使 用 要 求 。
关 键 词 ： ｘ光 静 态 成像 ； 针 孔 成 像 ； 离 线 瞄 准 ； 神 光 Ⅲ主机 装 置 中图分类号 ： Ｏ４ ３ ４ ． １ ２ 文献 标 志 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ３ ２ ５ １ １ ． ２ ８ ９ ５
，
Ｆｉ ｇ ． １ Ｐｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｐ ｉ ｎｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｍａ ｇｉ ｎｇ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｆｉ ｇ ． ２ Ｇｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇｕ ｉ ｓ ｈ ａ ｂ ｉ “ ｔ ｙ ｏｆ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
图 １ 针 孔 成 像 技 术 原 理
神光Ⅱ升级装置PLC真空控制系统的设计
神光Ⅱ升级装置PLC真空控制系统的设计作者：吕凤年张臻尹宪华来源：《数字技术与应用》2013年第09期摘要：近年来，随着对高功率激光物理研究的不断深入，激光装置已朝着多束、大型化的方向发展。
激光驱动器内包含大量真空腔体，使用的配套真空设备数量众多，为了便于集中控制和管理，设计了相应的真空自动化控制系统，利用西门子PLC对全系统进行实时监控。
关键词：激光驱动器真空自动化控制 PLC中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0014-011 引言神光Ⅱ升级装置在提升原有惯性约束聚变物理研究打靶能力的基础上，支持更加深入的ICF内爆动力学研究，其真空腔体包含各类空间滤波器、大型压缩室和靶室，内部真空度均需达到10-5mbar以上，为了便于准确、有效的管理各类真空设备，势必需要研制相应的自动化控制系统。
PLC（可编程逻辑控制器）作为目前工业界普遍采用的一种控制部件，其可靠性和扩展性早已得到了广泛的认可。
[1]它主要由CPU模块、输入/输出模块和编程器组成，见图1。
[2]2 控制系统概述真空设备自动化控制系统的硬件我们选用了西门子S7-300和各类I/O模块（模拟量、数字量），系统的下层数据采集以及指令控制均由PLC来实现，上层则利用一块西门子多功能触摸屏、WinCE平台及设计软件来实现对各类真空设备的管理。
[3]升级装置的放大器单元包含有4套大型真空腔体，44只气动阀门，4台复合真空计，4套罗茨泵机组，4套分子泵和4套低温泵，另外还有水路、气路电磁阀等，各类设备协同工作，确保腔内真空度达到10-5mbar。
图2为其中北路CSF真空腔体的控制面板及内部结构。
3 控制流程设计在上述真空设备的操作上，有着严格的先后顺序和规定，为了减少和避免可能出现的人为失误，使腔体快速、顺利地进入高真空状态，流程设计需要经过反复的实验论证，从而摸索出适合控制对象的各类参数。
在流程开始前必须确保各类辅助设施工作正常，包括220/380V供电，冷却水回路，洁净氮气回路等。
针孔相机拍摄效果制作揭秘
影像视觉 １７ ９
‘ 旺片叠底” 之后只 ， 要在图层工具栏中 降低不透明 模糊 ” 复制图层进 行模糊 处理 （ 对 将模 糊半 径 在缩放对话框中将数值缩Ｊ 到 ４ ％并点击 “确 Ｊ Ｏ 、
我们将采用 ５ 个简单的步骤 来实现 上述效
果， 如果 新建 “ 色相 ／ 和度 调整图层” 饱 为照片 染上棕 色调 的话， 还能 够使其 呈现出老照片的
学习时间： ０ ２ 分镑
与普 通 相机 相 比 ， 孔相 机 的构 造 更 加 针
简单 ， 了 个／Ｔ， 外， 是在 密封 机 身背 感觉 （ 除 一 ＪＬ 之 ｘ 就 为其上色 时， 别忘了检查颜色框 ） 。ａ
Ａｆ ｒ ｈ ｔ ｔ 价ｅｓ ｏ ｅ
数码暗房
１ ６ 影 像 视 觉 ９
ＡｒｓＪ ｆ ｃ ｔｃ ｎ ｕ ｌｌ Ｊ ｃｅ ｅ ｔｅ ｈ ｉ ｅ ｑ
艺术效果
针孔相机拍摄效 果制作揭秘
针孔摄影是艺术摄 影的方式之－。 ｉ Ｓ ｅｂ ｕｎ ￣ 为我们揭示了使用Ｐ ｏｏ ｈ ｐ Ｔｍ ｈ ｌｏ ｒｅ． Ｕ ｈ ｔｓ ｏ 实现
针孔 摄 影效 果 的 具体 方法 。
所需软 件 ： ｈ ｔｓｏ Ｏ Ｐｏｏｈ ｐＺ
ｌ 誊 学 内 ：色 像 换 果 ， 而实现钟乳摄影 从 效果
后放 置的 一张 胶 片。 Ｌ 机拍 摄 出的效 果 针子 相
比较 模 糊 ， 本 身就 比较 朦 胧 的照 片边 缘还 在 具有强 烈的暗角效 果。
． 转变成黑自照片 ． Ｌ 打开图片文件， 点击 “ 图像” 调整” 照片 ＞“ ＞“
．
建 立 选 区
・ｒ选择 “ 一 图层” 新建图层 ” 选择矩 形选框 ＞“ ， 工具 ， 拖拉选 区使其 与图片边缘 保持一定 的距 离（ 如上 图所示 】 点击 “ 。 选择” 修改” 羽 ＞“ ＞“ 化” 输入半径数值２ ０ ， ０ 像素， 点击 “ 确定” 点击 。
自制针孔相机曝光时间测试
戶外夜間
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純日光燈
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純日光燈
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白天往戶外拍
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聚光性質光源
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聚光性質光源
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自製針孔相機曝光時間測試表
目的：同學自製的針孔相機，因所完成之「針孔大小」均不相同，故同一時間之
曝光量必定不相同，因此同學必須自行測試，找出自己的曝光參考時間，
並確認機身之「暗箱」部分沒有漏光問題，以做為後續影像創作之準備。
重要原則與提醒：
選擇不同地點、天氣條件、曝光時間
選擇不同曝光時間時以倍數增減
必須依拍攝順序確實記錄，才能確實比對出拍攝結果
地點
拍攝時間
現場光源條件
曝光時間
01
戶外白天
陽光直射
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戶外白天
陽光直射
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戶外白天
陽光直射
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陽光陰影下
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陽光陰影下
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陽光陰影下
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戶外白天
有雲陰天
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有雲陰天
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有雲陰天
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人工光源
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戶外夜間
人工光源
针孔相机的原理与应用
针孔相机的原理与应用随着摄影技术的发展，越来越多的人开始使用高科技相机来拍摄精美的照片，但是在这些先进的相机面前，古老的针孔相机依然占据着一席之地。
针孔相机是一种不需要镜头、只需要一个小孔即可拍摄图像的相机。
今天我们将探讨针孔相机的原理与应用。
一、针孔相机的原理针孔相机最早可追溯至公元前400年的中国。
在这个古老的相机中，人们将孔放在一个黑箱子里，孔后面的墙上就能看到逆转的图像。
针孔相机的原理就是通过这个小孔来使得光线进入相机，并且使这些光线照射到胶片上从而形成图像。
具体来说，当光线从外界射入针孔时，它们会朝着胶片上的对称位置接近。
由于针孔非常小，所以只有很少的光线可以穿过，这些光线形成了一张倒立的影像。
针孔原理更深入的解释是，当一束光线照射在小孔上时，只有正好垂直于针孔的那些光线才能直接通过进入相机。
而其他角度的光线将被散射或者反射，使得这些光线无法进入针孔，因此无法制造清晰的图像。
二、针孔相机的优点与缺点1.优点相对于其他相机，针孔相机有许多明显的优点。
首先，它不需要任何镜头，因此不需要调焦。
这就意味着针孔相机可以轻松地拍摄出大深度的图像，即整个图像都处于清晰状态。
这对于拍摄风景、建筑和其他大型物体来说非常有用。
此外，由于针孔相机的制作成本非常低，因此它也是一种非常便宜的相机。
2.缺点虽然针孔相机有许多优点，但它也有一些缺点。
最明显的缺点就是它的画质相对较低。
由于针孔非常小，形成的光圈也非常小，因此只有很少的光线可以进入相机。
这就使得针孔相机很难捕捉细节和色彩。
此外，由于它不需要自动对焦功能，因此每次拍摄都需要手动设置表面。
三、针孔相机的应用在现代摄影技术大量开发之前，针孔相机曾是最普遍的相机之一。
但是在现代世界中，针孔相机依然被摄影师们广泛使用。
1.教育针孔相机是一种非常好的教育工具，它可以帮助人们了解光线如何穿过不同形状的小孔。
此外，由于针孔相机可以使用纸片和其他常见材料制作，因此任何人都可以轻松地制作自己的相机。
针孔相机原理
针孔相机原理针孔相机，又称为针孔照相机，是一种利用针孔成像原理来拍摄影像的相机。
它没有镜头，而是通过一个极小的孔来进行成像，因此也被称为“无镜头相机”。
针孔相机的原理非常简单，但却蕴含着深刻的光学原理和影像形成机制。
首先，我们来了解一下针孔相机的基本结构。
针孔相机由一个密封的盒子构成，盒子内侧涂有感光材料，而盒子的一侧则有一个非常小的孔，即针孔。
当光线通过针孔进入盒子内部时，就会在感光材料上形成倒立的影像。
这个影像是通过光线的直线传播而形成的，因此它也被称为“针孔成像”。
针孔相机的原理主要依赖于光线的直线传播和光的衍射。
当光线通过针孔进入盒子内部时，由于针孔非常小，光线会在孔口处产生衍射现象，形成一个圆形的光斑。
这个光斑会在感光材料上形成清晰的影像，而且由于光线的直线传播，影像也会保持倒立。
这就是针孔相机成像的基本原理。
针孔相机的成像原理虽然简单，但却蕴含着深刻的光学原理。
首先，针孔相机的成像过程是通过光的直线传播来实现的，这符合光的直线传播原理。
其次，针孔相机的影像是通过光的衍射来形成的，这展现了光的波动性质。
因此，针孔相机的原理不仅可以用来拍摄影像，还可以用来展示光的基本特性。
除了光学原理外，针孔相机的成像过程还涉及到感光材料的选择和曝光时间的控制。
感光材料的选择会影响影像的清晰度和色彩表现，而曝光时间的控制则会影响影像的亮度和对比度。
因此，在使用针孔相机时，我们需要根据实际拍摄需求来选择合适的感光材料和控制曝光时间，以获得满意的影像效果。
总的来说，针孔相机的原理虽然简单，但却蕴含着丰富的光学知识。
通过了解针孔相机的成像原理，我们不仅可以更好地理解光的传播和衍射原理，还可以在实际拍摄中更好地控制影像效果。
因此，针孔相机作为一种特殊的拍摄工具，不仅具有独特的拍摄魅力，还能帮助我们更好地理解光学原理。
自制针孔照相机
自制针孔照相机找一个空火柴盒，在宽的一面上开一个小窗口，糊上一张半透明的纸。
在它的对面用针扎一个小孔。
天黑以后，在针孔的近旁放一支点燃的蜡烛。
你在小窗口上就会看到一个蜡烛的倒影。
还可以用一个旧的罐头筒（或一个方纸盒）来做这个实验。
在罐头筒开口的一端蒙上一块半透明的塑料布，用橡皮筋把它固定好。
在罐头筒的底部用小铁钉开一个小孔（直径一毫米到三毫米）。
把罐头筒上的小孔对着明亮的房间或街道。
在你的头罐头筒之间，罩上一块毛毯或一件厚衣服。
你在塑料布上就会看到一幅彩色电影一样的图景，只可惜是倒立的。
利用这样的装置，安上底片，就是一个针孔照相机。
针孔相当于照相机的镜头。
由于针孔进光量很少，拍照的时候曝光时间要长一些，所以不能用它来拍运动着的物体。
但是它也有自己的优点：因为没有镜头，拍照的时候用不着对焦距，远近的景物都能照清楚，视角也比一般照相机大。
在拍大型建筑物的时候，效果比有的照相机还好哩！在制针孔照相机的时候，针孔的大小可以参考下面的公式：d是针孔到感光片的距离。
为了照出效果比较好的照片，你可以用不同的曝光时间多拍几次，找出最合适的曝光时间，就能拍出满意的照片。
在自然界中也常常可以观察到小孔所成的像。
当灿烂的阳光透过浓密的树叶斜射在地面上的时候，你会在地面上看到许多摇曳的光斑。
有趣的是不管树叶交织成的小孔是什么形状，每个光斑都是圆的，这是为什么呢？原来，这是太阳穿过小孔所成的像。
太阳是一个球体，所以它的像总是圆的。
要是某一天发生了日偏食，太阳缺了一部分，那时候才会形成许多奇异的月牙形的光斑。
光沿直线传播的性质在生活和生产中有许多用途。
我们都知道建筑工程中离不开铅垂线，工人师傅利用它才不会把墙砌歪。
可是用铅垂线有时也有缺点，例如：在安装北京饭店的电梯的时候，为了把电梯装得又正又直，需要从八十多米高的楼顶系下一条沿垂线。
在施工中，铅垂线经常被碰断，影响了工作的进度。
后来，技术人员利用一束激光代替了铅垂线，由于光束打不断，碰不坏，工程进度就比较快。
神光-Ⅱ激光装置上的针孔点背光成像技术实验研究
力 提升 ， 腔靶 尺寸 提升 ， 传统 的背光 成像 技术 已经很 难满 足 研究 诊 断 的需求 ， 切需 要 开展 新 型 背光 技术 的研 迫
究 。美 国利 沃莫尔 实验 室从 ２ ０ ０ ０年开始 发 展新 型 的针孔 点 背 光技 术 ， 已获得 较 大 的进 展［７； 国 内在 神光一 ６￣ 而 －
Ⅱ装置上 开展 的针 孔点 背光技 术研究 处 于起 步 阶段 ， 尚存 在 诸 多 问题 亟 待解 决 ＿ ］ ８ 。本 文 利用 神 光一 Ⅱ大型 装 置 进行 了大量 与针 孔点 背光技 术相关 的实验研 究 ， 过 对烧 蚀碎 片 、 散光 噪声 等关 键 因素 的研 究 ， 通 杂 获得 了清 晰 的实验 图像 ， 最佳 空 间分辨 力达 到了 ７ ｍ， 成像 效果 优于 面背 光等传 统背 光技术 。
格 图 像 ， 间分 辨 力 达 到 ７ ｍ， 对 烧 蚀 碎 片 、 空 并 杂散 光 等 该 技 术 的关 键 性 问题 进 行 了 系统 深 入 的研 究 分 析 。实
验 结 果 表 明 ： 孔 点 背 光 具 有 高 空 间分 辨 力 、 针 大视 场 等特 点 ， 于 传 统 背 光 技 术 。 优
关 键 词 ： 烧 蚀 碎 片 ； 杂散 光 ； 针 孔 点 背 光 ； 惯 性 约 束 聚变
中图 分 类 号 ： ０５ ９ ０４ ４ １ ３； ３．９ 文 献标 志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ７ ８ ＨＰ Ｐ ２ １ ２ １ ． ６ ３ ｏ ：０ ３ ８ ／ Ｌ Ｂ Ｏ １ ３ ０ ２ ５
神 光一 Ⅱ激 光 装 置 上 的针 孑 点 背 光 Ｌ 成 像 技 术 实验 研 究
晏 骥 ， 江少恩 ， 林雉伟 ， 陈 黎 ， 阴泽杰。
中国“神光”计划——惯性约束核聚变激光驱动装置(图)来自网络
“神光”计划——惯性约束核聚变激光驱动装置工程总投资：—工程期限：1980年——2030年“神光”高能激光系统的球形真空靶室和光学设备。
“激光”一词是“LASER”的意译。
LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。
1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。
世界第一台激光器问世是在1960年6月,中国第一台激光器是在1961年9月。
从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。
这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于我国多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。
上海光机所我国早期激光技术的发展1957年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所——中国科学院长春光学精密仪器机械研究所（简称“长春光机所”）。
在老一辈专家带领下，一批青年科技工作者迅速成长，邓锡铭是其中的突出代表。
早在1958年美国物理学家肖洛、汤斯关于激光原理的著名论文发表不久，他便积极倡导开展这项新技术研究，在短时间内凝聚了富有创新精神的中青年研究队伍，提出了大量提高光源亮度、单位色性、相干性的设想和实验方案。
1960年世界第一台激光器问世。
1961年夏，在王之江主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。
此后短短几年内，激光技术迅速发展，产生了一批先进成果。
神光Ⅱ激光装置内爆靶球背光照相实验
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４ 中国工程物理研究院科技 年报 ８
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运动 方 向也发生 改变 ，这影 响 了对超热 电子 角分布 的分析 。 当然 ，当超 热 电子 数 目较 少 ，脉冲 较 宽时 ，靶 面 电场 的作用 比较 弱 ，上述 影响 是可 以忽 略的 。
张海鹰 于燕 宁 刘 中杰 杜华冰 邓才波
本项 目在 内爆实验 中利用 背光照相 方法 诊断 内爆靶球 推 进层动 力学过 程 。实验采 用神 光 Ｉ激光装 置八 Ｉ
路主束三 倍频激 光 间接 驱动金壁 黑腔 中心填 充 １ ０个大 气压 纯氘 （ ２的塑料 靶球（ Ｄ） 激光 脉 宽约 １ ｎ ，辐 射驱 ｓ 动约 １ ０ｅ ） ６ Ｖ ，进行 内爆压缩 。同时，利用第 ９束 蝇眼透 镜束 匀滑 二倍 频激 光照射 镀钯（ ｄ盘靶 ，产 生面均 Ｐ） 匀 ｘ光 背光源（ 片选 通后 光子 能量 约＞ ｅ 滤 ３ｋ Ｖ，脉 宽约 ２ｎ ，投影 截面 ３ ０ｐ ４ ０ｐ 。通过 诊断 口对 内 ｓ １ ｍｘ ５ ｍ） 爆 靶球进 行透视 投影照 相 ，用 ｘ光分 幅相机 记录 时 间分幅和 二 维空 间分 辨 的 内爆 图像（ 门控 脉冲 ６ ｓ ０ｐ ，空
的偏 离也 是可 以预期 的。粗略估 计两种靶 球 的 内爆 速度 分别 约 为 １ × ０ ｃ ｓＷ １ ｍ）ｔ ． １ ｒ／ ６ ． １ ｍ／ ＝ ４ｐ ￣ １ × ０ ｃ ｓ ２ （＝ ｌ ０ ｎ（
１． ｐ 。 ６ ｍ） ４
总之，在神光 Ｉ Ｉ 装置内爆背光照相实验中，通过优化靶设计，改善 了有效背光源质量和瞄准方法 ，获
核物理 与等 离子体 物理
中国的神光_神光_高功率激光实验装置
中国的神光———神光Ⅱ高功率激光实验装置朱健强研究员,所长,中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800关键词 惯性约束聚变(I CF ) 高功率激光驱动器 神光Ⅱ装置 惯性约束聚变(ICF )研究的长远目标,是实现可控核聚变,为人类提供理想的能源。
神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863计划支持的大科学工程项目。
该装置是目前我国规模最大、国际上为数不多的高性能高功率固体激光装置,是我国中近期惯性约束聚变重要实验平台。
1引 言自从人类钻木取火以来,林木、禾杆成为人类传统燃料;工业革命后,主要能源是煤、石油、天然气,辅以水力、太阳能等;第二次世界大战后还出现了利用核裂变能的原子能发电站。
但随着传统能源的不断枯竭,以及核裂变能产生的一系列问题,可控核聚变能成为人们急切探索的下一个目标。
1960年世界上第一台激光器(红宝石激光器)问世,1964年前苏联著名科学家巴索夫和我国著名核物理学家王淦昌院士分别首先提出用激光打靶实现激光核聚变的设想,而高功率钕玻璃激光驱动器是目前国际公认用于惯性约束聚变(IC F )物理研究最成熟的激光驱动器。
以美国为代表的发达国家自激光一出现就开始了激光聚变的研究,先后研制和建造了几代高功率激光装置,用于激光驱动热核聚变研究,获得了一系列有价值的实验结果和规律性的认识。
在王淦昌、王大珩、于敏三位院士的倡议下,我国的I C F 研究得到了国家的大力支持。
1993年组建了国家高技术863计划惯性约束聚变主题,从而进一步推动了国家I C F 研究和高功率激光技术的发展,也为神光Ⅱ装置的研制奠定了重要的基础。
美国正在进行的科学工程项目———国家点火装置(NI F )是世界上最大的激光聚变点火装置。
法国正在建造与美国国家点火装置类似的大型激光核聚变装置L MJ 。
日本、英国、俄罗斯、印度也已经或正在建造规模较小些的激光核聚变装置。
我国研制的神光Ⅱ装置,在规模上处于目前世界上正在运行的I C F 装置的第四位,但光束质量及运行输出指标要求已与当今国际高水平的大型激光驱动器光束输出质量水平相当,参见图1。
【叙事】五年级叙事作文800字 自制针孔相机
【叙事】五年级叙事作文800字自制针孔相机五年级时，我在课堂上学习了一种神奇的物品——针孔相机。
听说这种相机可以用来拍摄照片，但是它是完全不同于我们平常使用的相机的，它是自己动手制作的。
我首先找来一个小盒子，这个小盒子非常普通，就是那种有盖子的小盒子，大约有1寸厚。
然后，我在盒子的中间用尺子量好，画了一个正方形，用剪刀小心翼翼地把这个正方形剪掉。
这个正方形就是针孔相机的镜头。
接下来，我找了一张铝箔纸，铺在盒子的底部，并用胶水固定住。
这样就形成了相机的反光板。
接着，我把一个小洞钻在剪掉的正方形上面，这个小洞就是针孔相机的光圈。
光圈的大小会直接影响到拍摄照片的质量。
完成了这些步骤后，我就用胶带把盒子的盖子揭开，让盒子成为一个开放的结构，这样就可以将黑白胶卷放入了。
黑白胶卷是用于拍摄的材料，它可以记录下光线经过针孔进入相机的情景。
我将盒子再次封闭，用黑色的布料包裹起来，这样可以确保在拍摄时光线不会从其他地方进入相机。
至此，我的针孔相机就制作完成了。
我迫不及待地想要测试一下这个自己制作的针孔相机了。
于是，我带上相机，来到院子里。
我找了一棵大树，将相机对着它，按动快门，让光线进入相机中。
我等了一会儿，然后再将胶卷取出来，放进自己家里的冲洗机中。
等了一段时间，冲洗机终于冲洗好了胶卷。
我拿着照片，迫不及待地看了起来。
虽然这是第一次操作针孔相机，但我还是非常满意自己的作品。
照片上，大树的轮廓非常清晰，光影交错，非常美丽。
从那天起，我开始对摄影产生了浓厚的兴趣。
我用针孔相机拍摄了很多照片，有风景、有人物、有动物，每一张照片都是我用心去记录的一个瞬间。
我更加深入地了解了摄影的原理，学会了如何控制光圈和曝光时间，这使得我能够拍摄出更加细腻、美丽的照片。
制作针孔相机不仅让我学到了许多关于摄影的知识，还让我体会到了亲手制作物品的乐趣。
我享受着集创造力、想象力和实践能力于一身的过程，每一次成功的尝试都使我收获满满的成就感。
针孔相机的原理和制作方法(手工制作)
针孔相机的原理和制作方法（手工制作）晴天的午后，走在学校惠荫园的林荫大道下，常常可在地面上看到一些光斑（如图一所示），有的是圆形的，有的不是。
我们知道这是太阳光透过树叶的间隙形成的。
那么，光斑的形状跟树叶透光孔的形状究竟有什么联系呢？做一做：既然光斑是通过小孔产生的，那么你认为光斑的形状和小孔的形状有什么关系呢？你的猜想是：如何用实验来验证你的猜想？需要哪些实验器材？在一张卡纸上用铅笔画出不同形状（正方形、三角形、菱形、圆形等）大小基本一样（长宽都为1cm ）的孔（如图二所示），再用小刀刻出来。
将其置于白纸上方约0.5m 处，让太阳光正对不同的孔，观察光斑的形状和亮度。
得出结论，大孔时，光斑和孔形一样；小孔时，光斑与孔形无关。
即：光斑与孔的大小有关。
交流结果时，还发现，距离改变时，光斑的形状会发生变化。
可以进一步研究同样的孔，距离近和远时光斑的形状和亮度。
结论：太阳光透过树叶的间隙形成的圆形光斑是太阳的像。
读一读：在公元前400年前 ，墨子所著《墨经》中已有针孔成像的记载；13世纪，在欧洲出现了利用针孔成像原理制成的映像暗箱，人走进暗箱观赏映像或描画景物；图一（树荫下的光斑）图二 小孔实验“景到（倒），在午有端，与景长，说在端。
” 景：光之人，煦（照）若射，下者之人也高；高者之人也下。
足敝下光，故成景于上；首敝上光，故成景于下。
——《墨经》 根据这一发现，人们发明了针孔相机让我们一起来动手制作一个相机（图四所示），拍摄惠荫园的美景做一做：【目的】学习制作针孔照相机。
【器材】两个圆纸筒（一大一小，大的能够紧套在小的外边，并能相对移动），锡箔，绘图纸（一般半透明纸也可），凸透镜，蜡烛和火柴。
在大纸筒的一端包上锡箔，在锡箔中心戳一个针孔；在小纸筒一端包上半透明的防油纸作为纸屏，将小纸筒插入大纸筒内。
整个装置除锡箔有针孔外，其余部分不透光。
这样就做成了一个针孔照相机（参看图五）。
【实验】1．用针孔对准房间或窗外一个明亮的物体，在纸屏上能够看见物体的像。
中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置
规模 上 处 于 目前 世界 上 正在 运 行 的 Ｉ ＣＦ装 置 的第 四位 ， 但 光 束质 量 及 运 行 输 出 指 标 要 求 已 与 当今 国 际 高 水 平 的大 型激 光 驱 动器 光 束输 出质量 水 平 相 当 ， 见 图 １ 参 。
核裂 变 能 产生 的 一 系列 问题 ， 控 核 聚变 能 成 为 人 们 急 可 切探 索 的 下一 个 目标 。 １６ ９ ０年 世界 上 第一 台激光 器 （ 红宝 石 激光 器 ） 问世 ， １６ ４年 前 苏 联著 名 科 学 家 巴索 夫 和 我 国 著 名 核 物 理 学 ９ 家王 淦 昌 院士 分 别 首先 提 出用 激 光 打 靶 实 现 激 光 核 聚
国 工程 物理 研 究 院联 合 主 持 的鉴 定 与验 收 。２０ ０ ２年 获
上 海市 科技 进 步 奖 一等 奖 ，０ ３年 获 首届 中 国科 学 院 杰 ２０ 出 成就 奖 ，０ ５年获 国 家科 技 进 步 奖二 等 奖 。 ２０
・
２ ・ ７１
维普资讯
图 ｌ 中 国神光 Ⅱ装 置 与 国际 部分 Ｉ ＣＦ激 光装 置 能量 和 功率 水平 比较
变的 设 想 ， 高 功率 钕 玻璃 激 光 驱 动 器 是 目前 国 际 公 认 而
用 于 惯性 约 束 聚 变 （ＣＦ 物 理 研 究 最 成 熟 的 激 光 驱 动 Ｉ ） 器 。以 美 国为 代 表 的发 达 国 家 自激光 一 出现 就 开 始 了
置 的研 制 奠定 了重要 的基础 。 美 国 正在 进 行 的科 学 工 程 项 目— — 国家 点 火 装 置
在神 光 Ｉ 础 上 建 设 的 神 光 Ⅱ装 置 是 由 中 国 科 学 基
DIY针孔数码单反相机
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利的铝片可能会割伤手 指。剪切下 的铝片适当
我们选 用７８ ｍｍ的钻头进行 开孔 。
的进行反卷 ， 尽量保持 铝片平整 。
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用缝 衣针在铝 片中心开 一个 小孔 ， 用 使
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用黑 色纸胶 带将 铝片贴 在机身盖 上 ， 要 保证 针孔的位 置在机 身盖的 中心 。 不要
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【 注 意 ． 孔 的 位 置 需 要 在机 身盖 的 中 ｊ 开 心 ， 置基 本在 厂商 ｌｇ 位 ｏ ０的正中间 。开 孔的直径 不要太 大， 以免影 响机身盖 的强 度。
将废 弃 的易 拉 罐 洗净 晾干 ， 剪刀 在 用
易 拉罐 上 剪 下一 块 铝 片 ，尺寸 大 约 在
针孔成像 的原理决定 了针孔相机拍摄 出的影像 不会很锐 利， 没有 了镜片组 ， 也没 有 了控制进光量 的光圈 ，我们 拍摄出的照 片像 是加 了柔焦镜 ～样 ，这也正是 它的迷
人 之 处 。 国
机， 这样 会在最终 获得的影像上 留下难看 的脏 点， 我们建议在 不拍摄 时用纸胶 带贴住 这个小 孔， 同时开启 自动除尘功能。
物可能会损害你 的感光 元件， 而且使 用这种粘
针孔照相机的原理
针孔照相机的原理针孔照相机的原理针孔照相机是一种简单而古老的相机，它的原理基于光的直线传播和图像的投影。
在正式介绍针孔照相机的原理之前，我们先来了解一下光的直线传播原理。
光是由很多个粒子组成的，这些粒子被称为光子。
当光线从一个物体上反射或折射出来时，它会沿着一条直线传播。
这一特性是针孔照相机能够实现图像投影的基础。
针孔照相机由一个盒子和一个小洞组成。
洞的直径很小，通常只有几分之一毫米，或者更小。
这个小洞被称为“孔径”。
在盒子的一侧，也就是对着孔径的一侧，有一个光敏材料。
当一个光源照射到物体上时，光线会以直线的方式传播，并通过孔径进入到盒子内。
由于孔径非常小，光线传播时会出现衍射现象。
所谓衍射现象，是指光线遇到一个孔径或者细缝时，在孔径或者细缝周围会形成一系列光的扩散。
这些扩散的光线也是直线传播的，但是它们的方向会有所变化。
当光线通过孔径进入到盒子内后，它会以直线的方式传播，经过一系列的衍射现象，形成一个倒立的、缩小了的图像。
这一现象被称为反射成像。
由于光线传播具有高度的准直性，衍射现象的影响被最小化，所以图像在盒子的光敏材料上是清晰而锐利的。
当光线通过孔径进入到盒子内的时候，它会在光敏材料上形成一张倒立的图像。
这是因为光线从物体上反射或折射出来时，它保持了相反的方向性。
通过针孔照相机，我们可以利用这一原理来记录并保存图像。
然而，针孔照相机并不是完美的。
由于孔径的存在，每个点的光线都要经过一系列的衍射扩散，从而导致图像的分辨率降低。
同时，由于孔径非常小，进入盒子内的光线量也相应减少，导致图像的亮度变低。
为了解决这一问题，可以通过增加孔径的大小来提高图像的亮度，但这同时也会降低图像的清晰度。
尽管针孔照相机具有这些局限性，但它仍然被广泛用于艺术创作和实验室教学。
针孔照相机可以制造出独特而模糊的图像效果，让人们能够以一种新颖的方式看待世界。
此外，针孔照相机的原理也为我们理解光的行为和图像的形成提供了重要的参考。
针孔照相机的设计、制作和使用
针孔照相机的设计、制作和使用背景资料1．知识背景：①什么是针孔照相机：针孔照相机是一种古老的成像工具，它不需要镜头、反光镜或其它任何光学部件，而是让光线穿过一个小孔，在暗箱形成外部景物的倒像。
②小孔成像基本原理：在较暗的屋子里，把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面，在它们之间放一块钻有小孔的纸板。
塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像(见图),这种现象表明了光沿直线传播，这就是小孔成像基本原理。
③小孔成像实例：在自然界中也常常可以观察到小孔所成的像。
当灿烂的阳光透过浓密的树叶斜射在地面上的时候，你会在地面上看到许多摇曳的光斑。
有趣的是不管树叶交织成的小孔是什么形状，每个光斑都是圆的，这是为什么呢？原来，这是太阳穿过小孔所成的像。
太阳是一个球体，所以它的像总是圆的。
要是某一天发生了日偏食，太阳缺了一部分，那时候才会形成许多奇异的月牙形的光斑（见图）在一定的时刻，光线通过隧道在对面的山上会形成倒置的影像。
在生活中也可以看到小孔成像，当你进入到一间较暗的房间，通过钥匙孔，可以在墙壁上看到外面投入的倒置影像。
④小孔成像历史沿革：我国古代在公元前4世纪，墨翟就做过针孔成像的实验，并给予分析和解释。
《墨经》中明确地写道："景到（倒），在午有端，与景长，说在端。
"这里的" 午"即小孔所在处。
这段文字表明小孔成像的是倒像，其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点（"端"），成像的大小，与这交点的位置无关。
从这里也可以清楚看到，古人已经认识到光是直线行进的，所以常用"射"来描述光线径直向前。
北宋的沈括在《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验。
他首先直接观察在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与飞的方向一致。
然后在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢和楼塔的影子呈现在室内的纸屏上面，沈括用针孔成像的原理来解释所观察到的结果：若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗所束，则影与鸢相连，鸢东则影西，鸢西则影东。
神光原型诊断设备：门控针孔分幅相机的研制
中图 分 类 号 ： ８ ３ １ ＴＢ ５ ． ７
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像 。设 计 了新 型 分 幅 像 管 结 构 ， 用 长 微 带 结 构 充 分 改 善 了耦 合 匹 配 参 数 ， 用 新 型荧 光 屏结 构 和 装 夹 方 式 以 及 两块 光 利 利 纤 面 板耦 合 结 构 ， 现 在 有 限空 间 内成 像 仍 为 １ 实 ６幅 。使 用 了屏 压 脉 冲 加 电方 式 ， 使像 管 使 用 安 全 性 能 大 大 提 高 。设 计 了 圆柱桶 式 真 空 密 封结 构 ， 相 应 的 高压 脉 冲发 生 器 和各 种 相 机状 态 监 测设 备全 部 装 入 ， 可 通过 Ｐ １４进 行 远 程控 制 。 将 并 Ｃ０
２ 中国科学院研究生院， ． 北京 １ ０３ ） ０ ０９
摘 要 ： 满 足 ｘ射 线 针 孔 分 幅相 机 在神 光 Ⅲ原 型 中 的 安装 与 正 常 测 试 ， 原 有 分 幅 相 机 成 像 理 论 的 基 础 上 ， 制 了新 型 为 在 研
结 构 门控 针 孔 分 幅相 机 。设 计 了锥 筒 针 孔 成 像 系 统 ， 于 排 除 系 统 内 杂 散 光 干 扰 ， 而 在 原 型 靶 室 内顺 利 实 现 小 孔 成 用 从
神 光 原 型 诊 断设 备 ： 门控 针 孑 分 幅 相 机 的研 制 Ｌ
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式中 ： ｄ为针 孔直 径 ； Ｍ 为相机放大倍率 ， Ｍ —ｂ ／ ａ， ｎ为 针 孔 与靶 间距 离 ， ｂ为 针孑 Ｌ 与象 面距 离 ； ｋ 为 与衍 射 效 率 相 关 的系数 ， 若取 园孔 夫 琅和 费 衍射 图 的第 一 极小 值 间 的夹 角 为衍 射 角 ， 则 ｋ ｆ 一２ ． ４ ４ ； 为 Ｘ光 波 长 。 当确 定相 机 放大倍 数 和测 量 能 区后 ， 最 佳针 孔直 径 ｄ 。 为
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图 １ 图 １针 孔 成像 原 理
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第 ２ ５卷 第 ９期 ２ ０ １ ３年 ９月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ ＧＨ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ５ ，Ｎｏ ． ９
Ｓ ｅ ｐ．， ２ ０ １ ３
文章 编 号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ２ ３ １ ３ — ０ ４
１ 系统 原 理
图 １为针 孔 成 像 原 理 ， 采 用光的直线传播定 律， 成 像 基 本 条件 是 物 尺 寸 远 大 于 针 孑 Ｌ 直 径 。影 响成 像 空 间 分 辨
的主要 因素是 由放 大倍 数 引起 的几 何 分辨 限 制 和 由针 孔 衍 射 引起 的衍 射分 辨 限制 ， 针孑 Ｌ 成 像 总 的空 间分辨 力
５ ． １ ３ ～９ ． ９ ９ 。针 孑 Ｌ 相 机 可 用 于 神 光 Ⅱ升 级 装 置 开 展 激 光 焦 斑 及 打 靶 瞄 准 精 度 监 测 工 作 。
关键词 ： 针孑 Ｌ 相机； 神 光 Ⅱ升级 装 置 ； 空 间分 辨 力
中 图 分 类 号 ： ＴＨ８ ４ ２ 文献 标 志 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ３ ２ ５ ０ ９ ． ２ ３ １ ３
在星 光 和神 光 Ⅲ原型 等装 置上 开展 的针孑 Ｌ 相机研制工作 中， 支 撑 与 调 节 机 构 的研 究 ＿ ４ ］ 、 针孑 Ｌ 相 机 成 像 信 号计 算ｌ ５ 等是 重点 关 注对象 。然而 在离 线状 态 下 ， 对 系 统进 行 全 面 的性 能 考 核 还未 见 报 道 。因此 根 据 神 光 Ⅱ升 级装 置实 验需 求 ， 本文 进行 了神 光 Ⅱ升 级装 置针 孔相 机优 化 ， 开展 了离 线性 能研 究 。性能 研究 实验 利用 滤片标 定 结 果确 定 了系 统测量 能 区 ， 利 用 Ｍａ ｓ ｏ ｎ光源 完成 了空 间分 辨 与放 大倍率 性 能 的研 究 。
＊ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ — ０ ６ ； 修 订 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ５ 作者简介 ： 侯立飞（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 硕士 ， 主 要 从 事 ｘ射 线 能谱 诊 断 方 面研 究 ； ｇ ｕ ｌ ａ ｏ ｏ ｆ ＠ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ． Ｃ Ｏ Ｉ Ｔ Ｉ ． ｃ ｎ 。 通信作者 ： 杨 国洪 （ １ ９ ６ ６ ） ， 男， 研究员 ， 主 要 从 事 ｘ 射线 能 谱诊 断 方 面研 究 ； ｙ ａ ｎ ｇ ｇ — ｈ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
神 光 Ⅱ升 级 装 置 Ｘ 光 针 孑 Ｌ 相 机 研 制
侯立飞， 韦敏 习， 袁永腾， 易 涛， 詹夏宇， 易荣清 ， 杨 国洪， 刘慎业， 江少恩
（ 中 国工 程 物理 研 究 院 激 光 聚 变 研 究 中心 ，四川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
摘
要： 针 孔 相 机 是 激 光 焦 斑 及 打 靶 瞄 准精 度 监 测 的 主 要 工 具 。 针 对 神 光 Ⅱ升 级 装 置 开 展 针 孑 Ｌ 相 机 的
研 制 工 作 。通 过 各 项 参 数 和结 构 的 优 化 设 计 ， 完 成 神 光 Ⅱ升 级 装 置 针 孔 相 机 诊 断 系 统 的 设 计 、 研 制 和 集 成 调 试， 并 进 行 性 能 测 试 实 验 。结 果 表 明 ： 针 孔 相 机 探 测 能 区 到达 １ ． Ｏ ～５ ． ５ ｋ ｅ Ｖ， 空间分辨力优于 ２ ０“ ｍ， 放 大倍 率
在 惯性 约束 聚 变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 研究 的激 光 等 离 子体 诊 断 中 ， 需 要 对激 光 注 入 黑 腔 的位 置 和激 光 焦 斑 的 大小 进 行 监测 ， 通 常都 是 利用 激光 辐照 黑腔 内壁 材料 产 生 的 Ｘ 光成 像 来 实 现 ¨ 】 ］ 。激 光 焦 斑及 打靶 瞄 准精 度 监 测 可 给
出 打靶 初始 条 件 ， 为 物 理实 验 数据 分 析 提供 依 据 。实 验 主要 量 激 光焦斑 分 布 ， 该 方 法测试 简 单 ， 数 据 直观 ｌ ３ ］ 。Ｘ 射线 针孑 Ｌ 相 机 是 测 量激 光 焦 斑及 瞄准 精 度 的 主要 工具 ， 主要 由成 像 针孔 、 支撑 调 节机 构 和记 录介 质 构 成 。采 用 Ｘ光 Ｃ Ｃ Ｄ进 行 实 时测 量 ， 实 现 在线 测 量 的 目的［ ４ ＿ ６ ］ 。
对 神光 Ⅱ升级 装置 黑腔 辐射 １ ～５ ｋ ｅ Ｖ 能 区测量 范 围 ， 取 ２ ． ０ ｋ ｅ Ｙ 能点 ， 以１ ０倍 放大倍 率 为例 ， 根据 式 （ ２ ） ， （ ３ ） 可 得 到最佳 针 孔直 径为 １ ４ ｌ ａ ｍ， 针 孔 空 间分辨 力为 ２ ２“ ｍ。