- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

面向基础科学与空间应用研究领域对小型化超快脉冲X射线发射源的需求, 设计并研制了基于激光调制光源与光电阴极X射线管的超快脉冲X射线发生器, 解决了传统X射线调制发射装置重复频率低、时间稳定性差、脉冲特性差等应用难题. 本文主要开展了脉冲X射线发生器的超快调制控制模块研究, 并利用基于预调制的激光控制光源实现了高时间精度、高时间稳定度的超快时变光子信号以及纳秒脉冲X射线产生. 理论方面, 建立了脉冲X射线发生器时间响应模型, 分析了出射脉冲X射线的时域时间特性. 实验方面, 搭建了基于超快闪烁体探测器的脉冲X射线时间特性实验测试系统, 测试了激光控制光源及脉冲X射线发射源的时间特性参数. 实验结果表明脉冲X射线发生器可同时实现高重频(12.5 MHz)、超快脉冲(4 ns)、高时间稳定度(400 ps)特性, 且与所建立的理论模型高度符合. 相比于传统X射线调制方案, 脉冲时间参数指标得到了大幅提升、应用场景获得了极大拓展, 本项研究有望为实现超高时间稳定性、超快脉冲X射线发射源提供新思路.

关键词:

Abstract

In response to the growing demand for miniaturized ultrafast pulsed X-ray sources in the fields of fundamental science and space applications, we design and develop an ultrafast pulsed X-ray generator based on a laser-modulated light source and a photoelectric cathode. This innovative technology addresses the limitations commonly encountered in traditional X-ray emission devices, such as low repetition rate, insufficient time stability, and suboptimal pulse characteristics. Our effort is to study and develop the ultrafast modulation control module for the pulsed X-ray generator. This effort results in achieving high levels of time accuracy and stability in ultrafast time-varying photon signals. Moreover, we successfully generate nanosecond pulsed X-rays by using a laser-controlled light source. Theoretically, we establish a comprehensive time response model for the pulsed X-ray generator in response to short pulses. This includes a thorough analysis of the time characteristics of the emitted pulsed X-rays in the time domain. Experimentally, we conduct a series of tests related to various time-related parameters of the laser-controlled light source. Additionally, we design and implemente an experimental test system for assessing the time characteristics of pulsed X-rays, by using an ultrafast scintillation detector. The experimental results clearly demonstrate that our pulsed X-ray generator achieves impressive capabilities, including high repetition rates (12.5 MHz), ultrafast pulses (4 ns), and exceptional time stability (400 ps) in X-ray emission. These results closely align with our established theoretical model. Compared with traditional modulation techniques, our system exhibits significant improvement in pulse time parameters, thereby greatly expanding its potential applications. This research provides a valuable insight into achieving ultra-high time stability and ultrafast pulsed X-ray emission sources. These advances will further enhance the capabilities of X-ray technology for scientific research and space applications.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:苏桐,sutong@opt.ac.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 62271483)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Su Tong,sutong@opt.ac.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 62271483).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

Properties	Parameters
Emission wavelength/nm	468—478
Rated power/mW	3600
Optical output power/mW	1200
Response time/ns	1.8
Pulse repetition rate	DC to MHz
Divergence angle/(°)	12
Timing pulse jittert_l/ps	$\pm $70

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]

[1]	王爱伟, 祝鲁平, 单衍苏, 刘鹏, 曹学蕾, 曹丙强.利用脉冲激光沉积外延制备CsSnBr₃/Si异质结高性能光电探测器. 必威体育下载 , 2024, 73(5): 058503.doi:10.7498/aps.73.20231645
[2]	苏剑宇, 方海燕, 包为民, 孙海峰, 赵良.航天器处X射线脉冲星观测信号模拟方法. 必威体育下载 , 2022, 71(22): 229701.doi:10.7498/aps.71.20221097
[3]	周庆勇, 魏子卿, 姜坤, 邓楼楼, 刘思伟, 姬剑锋, 任红飞, 王奕迪, 马高峰.一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法. 必威体育下载 , 2018, 67(5): 050701.doi:10.7498/aps.67.20172352
[4]	张天奎, 于明海, 董克攻, 吴玉迟, 杨靖, 陈佳, 卢峰, 李纲, 朱斌, 谭放, 王少义, 闫永宏, 谷渝秋.激光高能X射线成像中探测器表征与电子影响研究. 必威体育下载 , 2017, 66(24): 245201.doi:10.7498/aps.66.245201
[5]	王瑜英, 阎大伟, 谭秀兰, 王雪敏, 高扬, 彭丽萍, 易有根, 吴卫东.球壳结构金阴极及其X射线光电发射特性. 必威体育下载 , 2015, 64(9): 094103.doi:10.7498/aps.64.094103
[6]	代锦飞, 赵宝升, 盛立志, 周雁楠, 陈琛, 宋娟, 刘永安, 李林森.标定脉冲星导航探测器的荧光X射线光源. 必威体育下载 , 2015, 64(14): 149701.doi:10.7498/aps.64.149701
[7]	张治国.垂直多结光伏型集成硅X射线探测器的实现和实验. 必威体育下载 , 2014, 63(24): 248501.doi:10.7498/aps.63.248501
[8]	盛立志, 赵宝升, 吴建军, 周峰, 宋娟, 刘永安, 申景诗, 鄢秋荣, 邓宁勤, 胡慧君.X射线脉冲星导航系统模拟光源的研究. 必威体育下载 , 2013, 62(12): 129702.doi:10.7498/aps.62.129702
[9]	白易灵, 张秋菊, 田密, 崔春红.超相对论强度激光与薄膜靶作用中0.4 nm以下X射线阿秒脉冲的产生. 必威体育下载 , 2013, 62(12): 125206.doi:10.7498/aps.62.125206
[10]	余波, 陈伯伦, 侯立飞, 苏明, 黄天晅, 刘慎业.化学气相沉积金刚石探测器测量辐射驱动内爆的硬X射线. 必威体育下载 , 2013, 62(5): 058102.doi:10.7498/aps.62.058102
[11]	张小东, 邱孟通, 张建福, 欧阳晓平, 张显鹏, 陈亮.一种基于4He气闪烁体的裂变中子探测器. 必威体育下载 , 2012, 61(23): 232502.doi:10.7498/aps.61.232502
[12]	胡慧君, 赵宝升, 盛立志, 赛小锋, 鄢秋荣, 陈宝梅, 王朋.用于脉冲星导航的X射线光子计数探测器研究. 必威体育下载 , 2012, 61(1): 019701.doi:10.7498/aps.61.019701
[13]	侯立飞, 李芳, 袁永腾, 杨国洪, 刘慎业.化学气相沉积金刚石探测器测量软X射线能谱. 必威体育下载 , 2010, 59(2): 1137-1142.doi:10.7498/aps.59.1137
[14]	刘会师, 忻向军, 尹霄丽, 余重秀, 张琦.切比雪夫光混沌发生器的优化. 必威体育下载 , 2009, 58(4): 2231-2234.doi:10.7498/aps.58.2231
[15]	姚军财, 申静, 王剑华.阴极射线管显示器亮度范围内对人眼视觉特性的实验研究. 必威体育下载 , 2008, 57(7): 4034-4041.doi:10.7498/aps.57.4034
[16]	程元丽, 栾伯含, 吴寅初, 赵永蓬, 王骐, 郑无敌, 彭惠民, 杨大为.预脉冲在毛细管快放电软x射线激光中的作用. 必威体育下载 , 2005, 54(10): 4979-4984.doi:10.7498/aps.54.4979
[17]	马国彬, 谭维翰.短脉冲驱动下膨胀冷却等离子体中软X射线激光研究. 必威体育下载 , 1994, 43(6): 942-949.doi:10.7498/aps.43.942
[18]	何绍堂, 淳于书泰, 沈华忠, 尤永碌, 张启仁, 杜风英, 顾元元, 杨上金, 黄文忠, 蔡玉琴, 孔令华, 谷渝秋, 孙永良, 何安, 刘素萍.双爆炸膜内壳层光电离X射线激光实验研究. 必威体育下载 , 1993, 42(12): 1933-1937.doi:10.7498/aps.42.1933
[19]	孙景文.X射线探测器的脉冲标定技术. 必威体育下载 , 1986, 35(7): 864-873.doi:10.7498/aps.35.864
[20]	郭常霖.衍射分析用的X射线管谱线纯度的定量测定. 必威体育下载 , 1980, 29(1): 35-45.doi:10.7498/aps.29.35

计量

文章访问数:1447
PDF下载量:43
被引次数:0

搜索

留言板