研究目的
利用硅和碳化硅探测器表征激光与双流气体喷射靶源相互作用产生的等离子体,并评估其在等离子体稳定性、时间迹线轮廓及气体喷射靶源特性方面的差异。
研究成果
研究表明,碳化硅探测器能有效监测短波段等离子体,在灵敏度及抗高辐射剂量与高温性能方面优于传统硅探测器。具有薄且均匀金属化的TM-碳化硅探测器在信号产额和线性度方面表现更优,尤其适用于高压气体环境。通过进一步优化探测器设计,可提升其在新型显微镜与断层扫描系统X射线监测中的应用价值。
研究不足
该研究的局限性在于激光与气体喷射靶相互作用的特定条件,以及探测器在高光子通量和不同气压下的性能表现。潜在的优化方向包括调整碳化硅探测器的几何结构与配置,以避免饱和效应和电荷复合效应。
1:实验设计与方法选择:
采用重复频率为10赫兹的Nd:YAG激光器,以不同压力(1-10巴)辐照不同气体喷射靶材(氩气、氙气和六氟化硫)。通过钛、铝、锆和氟化钙滤光片对产生的等离子体宽带辐射进行滤波处理。
2:样本选择与数据来源:
使用双流气体喷射靶源产生不同波长范围(紫外、极紫外和软X射线)的等离子体。
3:实验设备与材料清单:
包括Nd:YAG激光器、气体喷射靶材、滤光片(钛、铝、锆、氟化钙)、硅和碳化硅探测器以及高速存储示波器。
4:实验步骤与操作流程:
将激光聚焦于气体喷射靶源,利用探测器监测发射的等离子体信号。示波器按时间函数记录这些信号。
5:数据分析方法:
将碳化硅探测器的信号与经过校准的传统硅探测器进行对比,评估其在等离子体稳定性、时间迹线特征及气体喷射靶源特性方面的差异。
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Fast storage oscilloscope
Tektronix-DPO 70404
Tektronix
To store the signal responses of the detectors as a function of the time.
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Nd:YAG laser
To irradiate different gas-pu? targets to produce plasma.
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HS1-Si photodiode
HS1-Si
IRD, U.S.A.
To monitor the plasma produced by the laser interaction with the gas-pu? target.
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I-SiC detector
I-SiC
To detect plasma created from a double-stream gas-pu? target in TOF mode.
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TM-SiC detector
TM-SiC
To detect plasma with a thin and uniform metallization for better charge collection.
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