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空间电荷效应对X射线条纹相机动态范围影响的研究

袁永腾 郝轶聃 赵宗清 侯立飞 缪文勇

空间电荷效应对X射线条纹相机动态范围影响的研究

袁永腾, 郝轶聃, 赵宗清, 侯立飞, 缪文勇
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  • 在惯性约束聚变中,X射线条纹相机是一种诊断图像时空分辨的重要设备,其动态范围反映了条纹相机有效测量入射X射线强度的能力.由于空间电荷效应的存在,电子脉冲在运动过程中会不断展宽,从而限制了条纹相机的动态范围.本文采用一维流体力学模型,利用电子数守恒、动量守恒和Poisson方程等来对电子脉冲的展宽进行推导,最终得到了电子脉冲的密度分布随时间空间的变化情况,从而为条纹相机动态范围的评估提供了依据.
    • 基金项目: 等离子体重点实验室基金(批准号:9140C6801)和国家自然科学基金(批准号:10905051)资助的课题.
    [1]

    Hu X, Jiang S E, Cui Y L, Huang Y X, Ding Y K, Liu Z L, Yi R Q, Li C G, Zhang J H, Zhang H Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 1447 (in Chinese) [胡 昕、江少恩、崔延莉、黄翼翔、丁永坤、刘忠礼、易荣清、李朝光、张景和、张华全 2007 物理学报 56 1447]

    [2]

    Eagleton R T, James S F 2003 Rev. Sci. Instrum. 74 2215

    [3]

    Niu L H, Yang Q L, Niu H B, Liao H, Zhou J L, Ding Y K 2008 Rev. Sci. Instrum. 79 023103

    [4]

    Tian J S, Zhao B S, Wu J J, Zhao W, Hou X, Liu Y Q, Zhang J 2006 Acta Phys. Sin. 55 123 (in Chinese) [田进寿、赵宝升、吴建军、赵 卫、侯 洵、刘运全、张 杰 2007 物理学报 55 123]

    [5]

    Niu H, Sibbett W 1981 Rev. Sci. Instrum. 52 1830

    [6]

    Bonte C, Harmand M, Dorchies F, Magnan S, Pitre V, Kieffer J C, Audebert P, Geindre J P 2007 Rev. Sci. Instrum. 78 043503

    [7]

    Mourou G, Williamson S 1982 Appl. Phys. Lett. 41 44

    [8]

    Liu Y Q, Liang W X, Zhang J, Wu J J, Tian J S, Wang J F, Zhao B S 2006 Acta Phys. Sin. 55 6500 (in Chinese) [刘运全、梁文锡、张 杰、吴建军、田进寿、王俊峰、赵宝升 2006 物理学报 55 6500]

    [9]

    Xie X D, Wang X, Zhu Q H, Zeng X M, Wang F R, Huang X J, Zhou K N, Wang F, Jiang D B,Huang Z, Sun L,Liu H, Wang X D, Deng W, Guo Y, Zhang X M 2007 Acta Phys. Sin. 56 6463 (in Chinese)[谢旭东、王 逍、朱启华、曾小明、王凤蕊、黄小军、周凯南、王 方、蒋东镔、黄 征、孙 立、刘 华、王晓东、邓 武、郭 仪、张小民 2007 物理学报 56 6463]

    [10]

    Bao L Q, Hani E E 2002 J. Appl. Phys. 91 462

  • [1]

    Hu X, Jiang S E, Cui Y L, Huang Y X, Ding Y K, Liu Z L, Yi R Q, Li C G, Zhang J H, Zhang H Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 1447 (in Chinese) [胡 昕、江少恩、崔延莉、黄翼翔、丁永坤、刘忠礼、易荣清、李朝光、张景和、张华全 2007 物理学报 56 1447]

    [2]

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    [3]

    Niu L H, Yang Q L, Niu H B, Liao H, Zhou J L, Ding Y K 2008 Rev. Sci. Instrum. 79 023103

    [4]

    Tian J S, Zhao B S, Wu J J, Zhao W, Hou X, Liu Y Q, Zhang J 2006 Acta Phys. Sin. 55 123 (in Chinese) [田进寿、赵宝升、吴建军、赵 卫、侯 洵、刘运全、张 杰 2007 物理学报 55 123]

    [5]

    Niu H, Sibbett W 1981 Rev. Sci. Instrum. 52 1830

    [6]

    Bonte C, Harmand M, Dorchies F, Magnan S, Pitre V, Kieffer J C, Audebert P, Geindre J P 2007 Rev. Sci. Instrum. 78 043503

    [7]

    Mourou G, Williamson S 1982 Appl. Phys. Lett. 41 44

    [8]

    Liu Y Q, Liang W X, Zhang J, Wu J J, Tian J S, Wang J F, Zhao B S 2006 Acta Phys. Sin. 55 6500 (in Chinese) [刘运全、梁文锡、张 杰、吴建军、田进寿、王俊峰、赵宝升 2006 物理学报 55 6500]

    [9]

    Xie X D, Wang X, Zhu Q H, Zeng X M, Wang F R, Huang X J, Zhou K N, Wang F, Jiang D B,Huang Z, Sun L,Liu H, Wang X D, Deng W, Guo Y, Zhang X M 2007 Acta Phys. Sin. 56 6463 (in Chinese)[谢旭东、王 逍、朱启华、曾小明、王凤蕊、黄小军、周凯南、王 方、蒋东镔、黄 征、孙 立、刘 华、王晓东、邓 武、郭 仪、张小民 2007 物理学报 56 6463]

    [10]

    Bao L Q, Hani E E 2002 J. Appl. Phys. 91 462

  • [1] 潘京生, 亓鲁, 肖洪亮, 张蓉, 周建勋, 蒲冬冬, 吕景文. 微通道板的饱和效应对条纹相机动态范围的影响分析. 物理学报, 2012, 61(19): 194211. doi: 10.7498/aps.61.194211
    [2] 朱敏, 田进寿, 温文龙, 王俊锋, 曹希斌, 卢裕, 徐向晏, 赛小锋, 刘虎林, 王兴, 李伟华. 基于电子轰击式CCD的大动态条纹相机研究. 物理学报, 2015, 64(9): 098501. doi: 10.7498/aps.64.098501
    [3] 左应红, 王建国, 范如玉. 空间电荷效应对热场致发射中诺廷汉效应的影响. 物理学报, 2013, 62(24): 247901. doi: 10.7498/aps.62.247901
    [4] 左应红, 王建国, 范如玉. 二极管间隙距离对场致发射过程中空间电荷效应的影响. 物理学报, 2012, 61(21): 215202. doi: 10.7498/aps.61.215202
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    [6] 惠丹丹, 田进寿, 卢裕, 王俊锋, 温文龙, 梁玲亮, 陈琳. 条纹变像管时间畸变的分析. 物理学报, 2016, 65(15): 158502. doi: 10.7498/aps.65.158502
    [7] 梁善勇, 王江安, 张峰, 石晟玮, 马治国, 刘涛, 王雨虹. 基于尾流激光雷达的能量对消式大动态接收技术. 物理学报, 2012, 61(11): 110701. doi: 10.7498/aps.61.110701
    [8] 盛亮, 王亮平, 李阳, 彭博栋, 张美, 吴坚, 王培伟, 魏福利, 袁媛. 平面丝阵负载Z箍缩内爆动力学一维图像诊断. 物理学报, 2011, 60(10): 105205. doi: 10.7498/aps.60.105205
    [9] 张岭梓, 左玉华, 曹权, 薛春来, 成步文, 张万昌, 曹学蕾, 王启明. 单载流子光电探测器的高速及高饱和功率的研究. 物理学报, 2012, 61(13): 138501. doi: 10.7498/aps.61.138501
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-10-23
  • 修回日期:  2010-01-12
  • 刊出日期:  2010-10-15

空间电荷效应对X射线条纹相机动态范围影响的研究

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳 621900
    基金项目: 

    等离子体重点实验室基金(批准号:9140C6801)和国家自然科学基金(批准号:10905051)资助的课题.

摘要: 在惯性约束聚变中,X射线条纹相机是一种诊断图像时空分辨的重要设备,其动态范围反映了条纹相机有效测量入射X射线强度的能力.由于空间电荷效应的存在,电子脉冲在运动过程中会不断展宽,从而限制了条纹相机的动态范围.本文采用一维流体力学模型,利用电子数守恒、动量守恒和Poisson方程等来对电子脉冲的展宽进行推导,最终得到了电子脉冲的密度分布随时间空间的变化情况,从而为条纹相机动态范围的评估提供了依据.

English Abstract

参考文献 (10)

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