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使用商用微型X射线源校准布拉格晶体
摘要: 本文描述了一种用于激光等离子体X射线光谱分析的布拉格晶体校准方法。该方法采用相对廉价的商用X射线源,通过激发钒或钛等金属箔材产生Kα发射源,在目标光子能量范围外实现极低本底辐射。利用CCD探测器的光子计数技术,我们成功实现了4-5 keV能区曲面与平面布拉格晶体的绝对校准。本方法的重要优势在于:既无需对商用X射线源进行绝对校准,也无需对探测器进行绝对校准。
关键词: X射线探测器和望远镜、光谱学与成像、等离子体诊断 - 干涉测量法
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用激光诱导荧光法研究不同电极宽度下表面微放电中OH的分布
摘要: 冷大气等离子体已成功应用于生物医学领域。当前最紧迫的挑战之一是等离子体设备的研发,例如在伤口愈合中的大面积应用。表面微放电装置是一种新型介质阻挡放电设计,具有理想的等离子体特性,如大面积表面的均匀性。本研究制备了电极宽度在0.25至1.00毫米间变化的两种装置。该研究重点探讨六边形网状电极宽度对下游区域羟基(OH)自由基均匀度及OH传输效率的影响。为此,采用激光诱导荧光法测量OH自由基作为指标。垂直于介质表面的OH稳态测量表明,窄电极宽度无法提供高度均匀性,并会降低活性物质的传输效率。
关键词: 等离子体诊断 - 干涉测量法、光谱学与成像技术,等离子体诊断 - 高速摄影术
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光吸收光谱研究用于表征负离子源SPIDER中铯炉的性能
摘要: SPIDER H?/D?离子源目前正在意大利帕多瓦RFX联合体(Consorzio RFX)的中性束测试设施(NBTF)中运行,以验证其产生高达40 A负离子的能力——最大引出电流密度为350 A/m2(氢离子)/285 A/m2(氘离子),且共引出电子比例不超过0.5(氢离子)/1(氘离子)。这些性能参数是实现ITER中性束注入器(NBI)所必需的,该注入器需通过将负离子加速至1 MeV并在注入ITER托卡马克装置前进行中性化处理,从而向等离子体输送16.7 MW能量。为获得如此高的引出电流密度和低共引出电子比例,必须降低加速系统网格面向离子源表面的逸出功,这将通过使用三个蒸发炉常规蒸镀铯(Cs)涂层来实现。这些蒸发炉的功能已在NBTF内的铯蒸发炉测试台(CATS)上完成测试。该测试台配备多种诊断设备,其中包括激光吸收光谱(LAS)诊断系统。通过可调谐激光二极管,LAS诊断系统沿视线方向获取铯852 nm D2谱线的高分辨率吸收光谱,以测量基态铯密度。本文描述了测试台及LAS诊断系统,并对拟安装于SPIDER的蒸发炉进行了特性分析。研究还探讨了因基态铯退激发导致的系统性密度低估效应——该效应与激光强度及铯密度的关系,旨在为后续密度评估校正提供依据。
关键词: 等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像技术,离子源(正离子、负离子、电子回旋共振(ECR)、电子束离子源(EBIS))
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光汤姆逊散射法测量的纳秒脉冲放电等离子体中电子密度与温度的时空分布
摘要: 采用激光汤姆逊散射(LTS)技术测量了球-板电极构型下、气压为2×103 Pa的纳秒脉冲放电(NPD)氩等离子体中电子温度(Te)与电子密度(ne)的时空分布。当球形电极接负高压时,两电极间峰值电压为1520 V,电流为3 A。结果表明:利用脉冲电压上升沿可有效增强等离子体放电的电子密度。实测参数显示:Te从1.75 eV呈指数衰减至0.1 eV,ne在15-115 ns时段内从初始值快速增至3.94×102? m?3后降至1.17×101? m?3。在具有圆柱几何对称性的放电中,Te沿球到板方向递增而ne递减;在r=3.4 mm的径向方向上,Te与ne均从中心向边缘递减。电子密度最大值与最小值相差20倍,而电子温度仅相差约1.5倍。
关键词: 等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像技术,脉冲功率
更新于2025-09-16 10:30:52
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亚纳秒太瓦激光作用于金属薄箔靶产生的等离子体中热电子发射的综合诊断
摘要: 高功率高能激光与物质相互作用会产生发射大量相对论电子的等离子体。本研究利用PALS千焦级激光装置,在400皮秒脉宽下向金属薄箔靶材发射强度约3×101? W·cm?2的光束来产生此类等离子体。为研究靶材周围水平面内的热电子发射,采用电子谱仪阵列记录靶材多角度等离子体电子发射情况。通过靶材探针测量中和逃逸热电子所带正电荷的靶材返回电流,实验测定穿过等离子体屏障逃逸的热电子总数。结合该诊断方法,采用飞秒干涉仪获取选定延迟时刻辐照靶材邻近区域的电子密度空间分布。干涉图显示靶材前方出现等离子体密度调制,并据此计算激光产生等离子体热分量所含电子数量。该电子数量与软X射线辐射通量观测结果相关,后者通过X射线条纹相机测得。
关键词: 等离子体诊断 - 探针技术,脉冲功率,辐射与物质相互作用,等离子体诊断 - 干涉测量法、光谱学与成像技术
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于激光等离子体X射线源和氟化锂探测器的生物/医学样品X射线成像
摘要: 这篇提交给ECPD2019的论文献给阿纳托利·费诺夫。在1994至2006年约十三年间,阿纳托利与其妻子塔季扬娜·皮库兹(朋友们称她为"塔尼亚")应意大利国家核物理研究院(INFN)和意大利国家新技术、能源与可持续经济发展署(ENEA)的频繁邀请,与分布在多个城市(拉奎拉、弗拉斯卡蒂、米兰、帕多瓦、比萨、罗马等)的众多意大利极紫外与软X射线研究实验室开展合作。尽管他们每年仅在意大利停留约一两个月,但其工作强度极高——仅以拉奎拉大学、罗马第二大学(托尔维加塔)和弗拉斯卡蒂ENEA研究中心的成果为例,就产生了超过50篇同行评审出版物(这还未计入他们在科学与人文领域营造的学术氛围)。通过他们设计的球面弯曲云母光谱仪在ENEA获得的众多实验光谱,结合莫斯科进行的理论模拟,研究者得以探究不同等离子体条件下各类激发机制的作用演变,并针对不同应用场景(1keV能段干生物样品的多色/单色显微放射成像、水窗波段活细胞软X射线接触显微技术、空心原子光谱学等)对ENEA激光等离子体源进行了最佳特性表征。本纪念论文展示了利用ENEA与罗马第二大学激光等离子体源在氟化锂(LiF)探测器上获得的生物样品成像主要成果,特别探讨了从光刻胶探测器与照相胶片转向氟化锂(LiF)探测器后,在干/湿生物样品的显微放射成像与软X射线接触显微技术方面取得的改进。
关键词: X射线探测器,等离子体产生(激光产生、射频产生、X射线产生),等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像法
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于研究双近频现象的多诊断装置
摘要: 虽然其机制尚未完全明确,但许多实验室(无论采用相近还是相远频率)都观察到向电子回旋共振等离子体注入第二微波所产生的有益效应(高电荷离子强度更高、等离子体条件更稳定)。由于该现象的复杂性(如共振区相互作用、阻尼不稳定性等),需要采用复杂的诊断方法来更好地理解其机理并充分挖掘其中蕴含的潜力。这是一项具有挑战性的任务,因为复杂的诊断方法要求在相对较小的等离子体腔室内安装多种诊断工具。我们通过软X射线与(时间分辨)硬X射线光谱学、X射线成像与空间分辨光谱学以及探测等离子体发射的射频信号等方法,研究了向14.25 GHz基础等离子体注入13.6-14.6 GHz第二微波的效应。针对X射线的特性表征,为区分不同X射线光子的来源与位置,我们选用了特殊金属材料作为等离子体腔室主要部件的材料。本文详细阐述了完整实验装置的设置方案,以及所采用非侵入式诊断工具的作用原理。
关键词: 离子源(正离子、负离子、电子回旋共振(ECR)、电子束离子源(EBIS))、X射线探测器、等离子体诊断(干涉测量法、光谱分析及成像)、等离子体产生(激光产生、射频产生、X射线产生)
更新于2025-09-09 09:28:46