腔靶金M带辐射角分布测量
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验发 现 ， 随着 探 测 器 与 腔 轴 之 间 角 度 的 增加 ， 探 测器 透 过 激 光 注 入 口的 观 测 视 场 减 小 ， 同 时 观 测 区域 等 离 子 体
温度下 降 ， 从 而 导 致 探 测 器 测 量 到 的 Ｍ 带 能 量 变小 ； 输 运 腔 在 激 光 注入 过 程 中存 在 等 离 子 体堵 腔 效 应 ， 输 运 腔
丸燃 料 ， 最终 降低 内爆过 程 中 的流体 力学 效率 ， 因此 ， 抑 制金 Ｍ 带 辐射 预 热靶 丸 ， 一 直是 Ｉ Ｃ Ｆ研究 的重 点 。 由 于金 Ｍ 带辐 射功 率 在激 光 打靶 过程 中变 化较 大 ， 为达 到 最佳 的 内爆 烧 蚀 和 压缩 效 率 ， 通 常烧 蚀 层 中会 分 层 掺 杂不 同浓 度 的 中 Ｚ材 料 ， 这就 需要 较精 确 的金 Ｍ 带辐 射 份 额及 其 时 间行 为 数 据［ ３ － ４ ７ 。在 激 光 与金 材料 作 用 中 产生 的 Ｍ 带 辐射 受 电子 热传 导 、 材料 不透 明度 和 状态 方程 等多 种 因素影 响 ， 目前还 很难 建立 准确 的数 值 模 拟 ，
的 Ｍ 带 能量 份 额 比大 腔 的 份 额 要 高 。 关键 词 ： 金 Ｍ 带 ； 角 分 布 ； 带 通 滤 片 ； 平 响 应 ； Ｘ射 线 二 极 管 中图分类号 ： Ｏ ４ ３ ４ ． １ 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 ｌ １ ． ２ ８ ８ ７
成， 并 结 合 了 一 种 特 殊 结 构 的复 合 滤 片 ， 实 现 了 在金 Ｍ 带 能 区 的带 通平 响应 特性 ， 探 测 器 响应 曲线 的 平 整 度 好 于１ Ｏ 。应 用 这 种 新 型 探 测 器 ， 从 不 同方 向钡 ０ 量 了 金 等 离 子 体 在 Ｍ 带 能 区 的腔 外 绝 对 辐 射 量 和 角分 布 。 由实
在 靶室 上 多点 排布 ， 而金 Ｍ 带辐 射 主 要 来 自于激 光 焦斑 ， 因此 较 难 定 量 还 原 整 个黑 腔 内部 的 金 Ｍ 带 辐 射 特 性＿ ７ 。针对 目前 的实验 情 况 ， 课 题组 研 发 了一种 新 型 的 金 Ｍ 带平 响应 探 测器 ］ 。这 种探 测 器 具备 谱 响 应 特
在激 光 间接 驱 动惯性 约 束 聚变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 研究中， 金 是 目前最 常用 的腔 壁材 料 ］ ， 因此 金 Ｍ 带辐 射 （ 光 子 能量
１ ． ６ ～４ ． ５ ｋ ｅ Ｖ） 的相关 物理 问题是 Ｉ Ｃ Ｆ 中重 要 的研 究ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ内容 。而激 光与 金腔 壁作 用 中产 生 的 Ｍ 带 辐射会 预 热靶
这 就 需要 通过 实验 数 据来 获得 准确 的 Ｍ 带辐 射 特性 ， 并 完 善 点 火靶 设 计 及理 论 模 拟 。 目前 金 Ｍ 带 辐 射 的实
验测 量 主要采 用 软 ｘ 光能谱 仪 （ Ｄ ａ ｎ ｔ ｅ ） 【 ５ ］ ， 软 ｘ光 能谱 仪可 以实 现对金 Ｍ 带 的 时间分 辨测 量 ， 但 是在 金 Ｍ 带 能 区谱 响 应 较差 ， 较 难 定 量 测量 ， 而且 软 ｘ光 能谱 仪 结 构 复杂 ， 只能 获得 一 至两 个 观测 角度 的实 验结 果 ， 难 以
问行为 及 其空 间角 分 布 ， 为 优化 设计 靶 丸 和了解 腔 内等离 子 体填充 特性 等提 供 了实验 基础 。
１ 金 Ｍ 带 诊 断 技 术 原 理
．
在 过 去 的实验 中金 Ｍ 带测 量通 常 采用 Ａｌ 阴极 Ｘ ＲＤ加 １ ５／ ａ ｍ的Ｂ ｅ滤片 和 ４ ｍ 的 Ｔｉ 滤 片测量 ， 图 １给
腔 靶 金 Ｍ 带 辐 射 角 分 布 测 量
杜华冰 ， 郭 亮， 李三伟 ， 杨 冬， 李志超 ， 宋天明， 杨家敏
（ 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： 在 黑 腔 实 验 中使 用 了一 种 滤 片 选 通 的 平 响 应 Ｘ光 探 测 器 ， 探 测 器基 于 Ａｌ 阴极 ｘ射 线 二 极 管 构
之 间 的带 通平 响应 特性 ； 同时特 殊 的微 孑 Ｌ 阵列结 构也 满 足 了在 北 京 同步 辐射 光 源上 进 行精 密标 定 的要 求 。利
用 这种 新 型探测 器 与高 速示 波 器等 探测 设备 组 成 的测量 系统 在 Ｉ Ｃ Ｆ实验 中获得 了腔外 金 Ｍ 带 的能量 份额 、 时
性好、 较 高 的 时间 分辨 、 体积 较 小便 于安 装 等特 点 ， 能够在 同一次金 Ｍ 带测 量 中获取 多个 角度 的数 据 。其 主要 创 新点 是 设计 了一 种 特殊 的复 合滤 片 ， 这种 滤 片 与 通 用 的 Ａｌ 阴极 Ｘ ＲＤ探 测 器 结 合后 实 现 了 １ ． ６ ～４ 。 ４ ｋ ｅ Ｖ
第 ２ ５卷 第 １ １期
２ ０ １ ３年 １ １月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｇ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ Ｓ ＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ５，Ｎｏ ． １ １
ＮＯ Ｖ ．，２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ２ ８ ８ ７ — ０ ４
出了组 合滤 片加 Ｘ Ｒ Ｄ探 测器 整 体 响应 曲线 ， 可 以看 出组合 滤 片加 ＸＲ Ｄ探测 器抑 制 了 ２ ｋ ｅ Ｖ 以下 和 ５ ｋ ｅ Ｖ以
上 的 Ｘ射线 ， 但 整个 金 Ｍ 带能 量 响应平 整 度较 差 ， 较难 实现 准确 的定 量测量 。 为 了改 善金 Ｍ 带 的带 通能 区平 响应 特性 ， 我们 重新 考 虑 了探 测 器 的 配置 。首 先 ， 由于 实 际黑 腔 辐射 谱 大
温度下 降 ， 从 而 导 致 探 测 器 测 量 到 的 Ｍ 带 能 量 变小 ； 输 运 腔 在 激 光 注入 过 程 中存 在 等 离 子 体堵 腔 效 应 ， 输 运 腔
丸燃 料 ， 最终 降低 内爆过 程 中 的流体 力学 效率 ， 因此 ， 抑 制金 Ｍ 带 辐射 预 热靶 丸 ， 一 直是 Ｉ Ｃ Ｆ研究 的重 点 。 由 于金 Ｍ 带辐 射功 率 在激 光 打靶 过程 中变 化较 大 ， 为达 到 最佳 的 内爆 烧 蚀 和 压缩 效 率 ， 通 常烧 蚀 层 中会 分 层 掺 杂不 同浓 度 的 中 Ｚ材 料 ， 这就 需要 较精 确 的金 Ｍ 带辐 射 份 额及 其 时 间行 为 数 据［ ３ － ４ ７ 。在 激 光 与金 材料 作 用 中 产生 的 Ｍ 带 辐射 受 电子 热传 导 、 材料 不透 明度 和 状态 方程 等多 种 因素影 响 ， 目前还 很难 建立 准确 的数 值 模 拟 ，
的 Ｍ 带 能量 份 额 比大 腔 的 份 额 要 高 。 关键 词 ： 金 Ｍ 带 ； 角 分 布 ； 带 通 滤 片 ； 平 响 应 ； Ｘ射 线 二 极 管 中图分类号 ： Ｏ ４ ３ ４ ． １ 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 ｌ １ ． ２ ８ ８ ７
成， 并 结 合 了 一 种 特 殊 结 构 的复 合 滤 片 ， 实 现 了 在金 Ｍ 带 能 区 的带 通平 响应 特性 ， 探 测 器 响应 曲线 的 平 整 度 好 于１ Ｏ 。应 用 这 种 新 型 探 测 器 ， 从 不 同方 向钡 ０ 量 了 金 等 离 子 体 在 Ｍ 带 能 区 的腔 外 绝 对 辐 射 量 和 角分 布 。 由实
在 靶室 上 多点 排布 ， 而金 Ｍ 带辐 射 主 要 来 自于激 光 焦斑 ， 因此 较 难 定 量 还 原 整 个黑 腔 内部 的 金 Ｍ 带 辐 射 特 性＿ ７ 。针对 目前 的实验 情 况 ， 课 题组 研 发 了一种 新 型 的 金 Ｍ 带平 响应 探 测器 ］ 。这 种探 测 器 具备 谱 响 应 特
在激 光 间接 驱 动惯性 约 束 聚变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 研究中， 金 是 目前最 常用 的腔 壁材 料 ］ ， 因此 金 Ｍ 带辐 射 （ 光 子 能量
１ ． ６ ～４ ． ５ ｋ ｅ Ｖ） 的相关 物理 问题是 Ｉ Ｃ Ｆ 中重 要 的研 究ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ内容 。而激 光与 金腔 壁作 用 中产 生 的 Ｍ 带 辐射会 预 热靶
这 就 需要 通过 实验 数 据来 获得 准确 的 Ｍ 带辐 射 特性 ， 并 完 善 点 火靶 设 计 及理 论 模 拟 。 目前 金 Ｍ 带 辐 射 的实
验测 量 主要采 用 软 ｘ 光能谱 仪 （ Ｄ ａ ｎ ｔ ｅ ） 【 ５ ］ ， 软 ｘ光 能谱 仪可 以实 现对金 Ｍ 带 的 时间分 辨测 量 ， 但 是在 金 Ｍ 带 能 区谱 响 应 较差 ， 较 难 定 量 测量 ， 而且 软 ｘ光 能谱 仪 结 构 复杂 ， 只能 获得 一 至两 个 观测 角度 的实 验结 果 ， 难 以
问行为 及 其空 间角 分 布 ， 为 优化 设计 靶 丸 和了解 腔 内等离 子 体填充 特性 等提 供 了实验 基础 。
１ 金 Ｍ 带 诊 断 技 术 原 理
．
在 过 去 的实验 中金 Ｍ 带测 量通 常 采用 Ａｌ 阴极 Ｘ ＲＤ加 １ ５／ ａ ｍ的Ｂ ｅ滤片 和 ４ ｍ 的 Ｔｉ 滤 片测量 ， 图 １给
腔 靶 金 Ｍ 带 辐 射 角 分 布 测 量
杜华冰 ， 郭 亮， 李三伟 ， 杨 冬， 李志超 ， 宋天明， 杨家敏
（ 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： 在 黑 腔 实 验 中使 用 了一 种 滤 片 选 通 的 平 响 应 Ｘ光 探 测 器 ， 探 测 器基 于 Ａｌ 阴极 ｘ射 线 二 极 管 构
之 间 的带 通平 响应 特性 ； 同时特 殊 的微 孑 Ｌ 阵列结 构也 满 足 了在 北 京 同步 辐射 光 源上 进 行精 密标 定 的要 求 。利
用 这种 新 型探测 器 与高 速示 波 器等 探测 设备 组 成 的测量 系统 在 Ｉ Ｃ Ｆ实验 中获得 了腔外 金 Ｍ 带 的能量 份额 、 时
性好、 较 高 的 时间 分辨 、 体积 较 小便 于安 装 等特 点 ， 能够在 同一次金 Ｍ 带测 量 中获取 多个 角度 的数 据 。其 主要 创 新点 是 设计 了一 种 特殊 的复 合滤 片 ， 这种 滤 片 与 通 用 的 Ａｌ 阴极 Ｘ ＲＤ探 测 器 结 合后 实 现 了 １ ． ６ ～４ 。 ４ ｋ ｅ Ｖ
第 ２ ５卷 第 １ １期
２ ０ １ ３年 １ １月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｇ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ Ｓ ＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ５，Ｎｏ ． １ １
ＮＯ Ｖ ．，２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ２ ８ ８ ７ — ０ ４
出了组 合滤 片加 Ｘ Ｒ Ｄ探 测器 整 体 响应 曲线 ， 可 以看 出组合 滤 片加 ＸＲ Ｄ探测 器抑 制 了 ２ ｋ ｅ Ｖ 以下 和 ５ ｋ ｅ Ｖ以
上 的 Ｘ射线 ， 但 整个 金 Ｍ 带能 量 响应平 整 度较 差 ， 较难 实现 准确 的定 量测量 。 为 了改 善金 Ｍ 带 的带 通能 区平 响应 特性 ， 我们 重新 考 虑 了探 测 器 的 配置 。首 先 ， 由于 实 际黑 腔 辐射 谱 大