惯性约束核聚变实验与Z-Pinch需要多种诊断手段,软X射线分幅摄影技术在其中占有重要地位。皮秒分幅摄影,历史上曾经有过多种尝试。目前微带线选通MCP皮秒分幅摄影技术已经广泛用于激光惯性约束核聚变的诊断。由于这种相机采用微带线选通,因此可以获得皮秒级的曝光时间,但同时由于受到电脉冲在微带线上的传输速度很快的限制,无法获得微秒或更长的曝光时间。本项申请旨在研究一种X射线摄影的技术,它利用我们提出的新
对微通道板(MCP)中的电子渡越、倍增时间特性以及MCP板厚、微孔径、选通电压的幅值和脉宽等参数对MCP微带线选通的分幅高速摄影的主要参数的影响进行了系统的理论模拟,获得了利用薄的、细孔径的MCP配合合适的选通脉冲可达到缩短曝光时间的目的的结论。通过采用双MCP结构,微带线投影正交式排列,结合正负选通电脉冲同时选通等措施,设计了一种新型的曝光时间宽范围可调的软X射线分幅管。利用数值模拟分析了其曝光时间、空间分辨率、增益与选通脉冲参数的关系并进行了优化设计。研制出了相应的双MCP结构、微带线正交排列的分幅管和用于选通的250ps、2.5kV和3ns、1kV两种参数的正负电脉冲发生器以及分幅管的其他驱动电路和接口电路,构造了一个曝光时间宽范围可调的分幅相机原型并成功进行了原理性实验。此外,还进行了用于高功率激光脉冲装置的超短电脉冲发生器及整形脉冲发生器的研究。本项目共发表国内学术论文4篇,其中3篇属于EI源刊收录论文。申请发明专利4项。培养博士研究生2人,硕士研究生2人。