TiX射线激光莫尔条纹偏转装置

　　拟户能科学技术们，射线激光莫尔条纹偏转装置黄文忠，张传飞，尤永录，谷渝秋，淳于书泰中国工程物理研宄院核物理与化学研宄所，绵阳610003近年来，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室以波长15.5！的类氖射线激光肌作为探针光源，采用莫尔条纹偏转技术和激光干涉技术分别测量了平面靶和腔靶的等离子体电密度梯役12.他们报逍实骀结果，未给出技术细节，旧内，肌1机制研，己获重大进展，但应用实验研宄工作尚未进行。尽管，肌干涉技术也能诊断等离子体电子密度分布，但它对探针光源的相丁性要求高，特别是其关键部件具，透射和反射功能的射线分束器。1前，内尤法制造兑尔条纹偏转技术迎过测试准丑光柬穿透待测等离子体后的偏转程度来确定等离子体的电子密度梯度，对探针光源的空间相干度无要求其所有光学元件国内己能生产。因此，本实验室采用莫尔条纹偏转技术诊断等离子体电子密度梯度。在星光激光装置上以较低驱动能量获得了较强的队3，其后，又以，此作为背光源辐射获得了清晰的标准铜网网格像4.本工作研宄建立能诊断高密度等离子体电子密度梯度1装置的工作原理苋尔条纹技术是文影成像技术的种改进两块线条光栅莫尔光，以微小角度叠合基于遮光阴影原理，按照重叠线条交点的轨迹形成了莫尔条纹。条纹对位移有放大作用，放大倍率为10.当准直了的探针光束在等离子体中传播时，由于存在折射指数梯度，光束将被偏转1.偏转光束通过莫尔光栅导致莫尔条纹位移放大，使较小偏转通过条纹变化显现出来，偏转角9与等离子体折射指数的关系为基金项目国家863技术项目86416；中国工程物理研宄院科学基金项目970223等离子体中的程长。电子密度。与折射指数的关系其中，为探针光波长。这样，偏转角与电子密度梯度後则为以上各式中，长度以！为单位；角度以弧度为单位，2尺1莫尔条纹偏转装置2.1装置的技术要求以肌为探针光，光学部件应满足相关技术要求；2探针光产生介质及待测等离子体均为强自发辐射源，装置应能有效抑制本底辐射；3星光产生的，强度较弱，装置需配置较灵敏的探测器；4探针光应平行单色，两光栅间距及像面位置应满足自成像条件，2.2装置结构采用无支撑金箔刻划光栅，以满足叉技术要求。用多层膜反射镜和铝膜组成能量选通系统，抑制本底信号。铝膜厚80，对32.6光子的吸收系数为3.29广1.采用软又射线⑶相机作为彻则器以提茂迓，敏阁为实验装置意。球面镜3肘1对，只1准直，32将待测等离子体成像于0阵列。莫尔光栅安放3肘2和0阵列之间，两圯栅间距及阁2装置结构点阁第2块光栅至，0阵列距离满足自成像条件。

　　准直多层膜反射镜3肘1距光源30，成像反！1.本装置的真空系统和祀室连成体软，射线0相机工作温度为3，5靶室中的杂质和油污易冷凝在相机阵列面，为保护，相1铝膜；2靶室法兰；3斜面法兰；4转接法兰；5闸阀；6莫尔光栅；7转接法兰；800相机机，在距其7，1处设置直径5，的闸阀，非工作状态下闸阀闭合，相机与靶室隔离。

　　两块多层膜球面反射镜均由肘两种材料交替形成31层对。反射镜中心波长= 500瓜爪。单块反射镜峰值理论反射率及尸20.5，带宽，1么=3.2腿，反射率曲线在侧下降陡峭，在侧下降相对平缓，对于28酿谱线，尚有3.5的理论反射率。

　　莫尔光栅由中国科学技术大学同步辐射实验室研制，采用无支撑金箔光刻而成。栅线密度为每1线度内25线，尺寸为10，栅线厚度大于5线空比为。

　　0相机型号为双1051238，能进行实时强度测量和数字化存储。该相机对326腺光子的量子探测效率为28，入射到0阵列上的每个32.6，光子能产生个电子。在16心采样速率下，3.5父105个电子能产生65 536个计数。，的冷却温度为4，1时，其暗电流为每像元。每秒4个电子。其读出噪音随读出速率不同略有变化，读出速率为50扭2时的读出噪音为4，8个电子只3，1厘出时，为20个电子你3.实验中采用16盼的动态范围，150出2读出速率。

　　2.3装置性能对应波长32.6舰探针光束的临界电子密度=以25饥3，因此，能诊断电子密度1025饥3的等离子体。在3布局下，放大率为3.5，维空间分辨率7，系统灵敏度力由式5估算及2分别为3，1和32反射率。由式5估算的装置相对探测效率力于3.由3可对于波长大于26nm的非信号本底，装置的抑制效果较好。

　　3实验考核对装置的真空和光学部分进行考核实验的布局除无待测等离子体外，其余同2.光源为激光钛等离子体。由于激光钛等离子体自发辐射谱波长17.21谱线有定强度，尽管反射镜峰值波长为32.6削，但它对这波长谱线仍有定的反射能九因此，莫尔光栅的自成像距离以17.2nm谱线作为工作谱线来选定。实验采用预主脉冲打祀，预脉冲能量为主脉冲能量的0.01.实验用靶为块状钛靶。入射激光波长为1.054心，能量130脉宽600口3.打粑焦线23，父1201.

　　实验证实装置的光学和真空系统满足实验要求，但未观察到莫尔条纹。仅使用块光栅时，可观察到光栅阴影，这说明激光等离子体自发辐射光谱17.2谱线强度太低，其信噪比满足不了本装置的需要。此外，以氦氛激光作为探针光对装置进行了初步调试，调试实验采用的探测器为52父1242型，0可光相机。调试获得的莫尔条纹于4.

　　4结语该装置未曾用尺1进行考核，可能存在些尚未发现的问。星光产生的，61强度能否满足实验要求，尚需实验证实。使用过程中应注意对000相机的保护，低温工作时间应尽可能短。

　　铝膜和光栅的厚度薄，抗气流冲击的强度有限，其经受的气压差应尽可能小。反射镜存在定时效，4氦氖激光莫尔条纹其研制时间和实验时间应密切配合。Fig.4HeJNekrMoirefringe中国科学院长春光学精密机械研究所提供了多层膜反射镜，中国科学技术大学同步辐射实验室提供了莫尔光栅，星光激光器件运行组进行了良好协作，在此并致谢。

　　3黄文忠，尤永录，淳于书，等。类氖钛，射线激光实验研宄1.中国科学，1996，6565，569.