电子束时间展宽技术及其应用OA
Electron pulse time-dilation technology and its applications
为提高惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)诊断系统时间分辨率,对电子束时间展宽技术及其应用进行了研究.该技术通过调控光电子速度弥散,实现对输入信号时间宽度进行展宽,然后被具有时间分辨的诊断设备进行取样,从而提高诊断系统时间分辨率,为 ICF关键物理过程的精细诊断提供核心技术支撑.研制了时间展宽X射线分幅相机,电子束时间展宽技术将相机时间分辨率由80 ps提高至5 ps.基于短磁透镜成像,获得阴极成像面直径 53 mm内相机空间分辨率优于 10 lp/mm,采用长磁透镜成像可将相机空间分辨率提升至 20 lp/mm.研制了脉冲展宽 X射线二极管系统,电子束时间展宽将系统时间分辨率由 261 ps提高至 19 ps.
[Background]Inertial confinement fusion(ICF)diagnostics demand ultra-high temporal resolution to accurately capture critical physical processes.However,the performance of conventional diagnostic devices is often limited by their inherent time-resolution capabilities.[Purpose]This study aims to improve the temporal resolution of ICF diagnostic systems by investigating electron pulse time-dilation technology and its practical applications in X-ray detection.[Methods]We developed a time-dilation X-ray framing camera and a time-dilation X-ray diode system.The technology manipulates the velocity dispersion of photoelectrons to stretch(or magnify)the time width of input optical signals,allowing conventional devices to sample ultra-fast events with enhanced precision.Both short and long magnetic lens imaging techniques were employed to optimize spatial resolution.[Results]The time-dilation technology significantly improves system performance.For the framing camera,temporal resolution was improved from 80 ps to 5 ps.Using short magnetic lenses,the camera achieved a spatial resolution better than 10 lp/mm over a 53 mm diameter;this was further enhanced to 20 lp/mm using long magnetic lenses.For the X-ray diode system,temporal resolution was improved from 261 ps to 19 ps.[Conclusions]Electron pulse time-dilation technology is a highly effective method for enhancing the temporal resolution of ICF diagnostic instruments,providing robust support for the accurate diagnosis of rapid physical phenomena in fusion experiments.
蔡厚智;杜卓铭;罗秋燕;陈轩;欧思凯;刘进元;向利娟
深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学 物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光电子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060
能源科技
激光聚变超快诊断分幅相机X射线二极管电子束时间展宽
laser fusionultrafast diagnosisframing cameraX-ray diodeelectron pulse time-dilation
《强激光与粒子束》 2026 (6)
75-83,9
国家自然科学基金项目(12575223、12575252)等离子体物理国家重点实验室基金项目(JCKYS2025212807)广东省基础与应用基础研究基金项目(2026A1515011608、2025A1515011820、2024A1515011832)深圳市光子学与生物光子学重点实验室基金项目(ZDSYS20210623092006020)深圳市科技计划项目(JCYJ20240813141605008、JCYJ20240813141615021、JCYJ20230808105019039)深圳大学2035追求卓越研究计划项目(2023C007)深圳大学青年学者科学基金项目(806-0000340618)
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