X光条纹相机性能标定方法的研究.pdfVIP

X光条纹相机性能标定方法研究 l中国工程物理研究院激光聚变研究中心 2中科院高能物理研究所同步室 3中科院上海光学精密机械研究所激光联合实验室 摘要X光条纹相机在惯性约束聚变实验数据获取中具有重要作用，它的性能标定是实验数据的精确性和 可信度的基础。本文对x光条纹相机测量系统一些性能标定方法进行了研究。利用北京高能物理研究所 的删步辐射源对x光条纹相机测量系统进行了部分静态性能标定，给出了该测量系统的静态能量响应曲 线和增益特性曲线。我们还在上海光机所激光联合实验室的皮秒激光器上对一些时间性能进行了标定，获 得、r当前使用的X光条纹相机测量系统的扫描速度、扫速均匀性、时间分辨等数据。通过上述实验，对X 光条纹相机的各项性能有，清晰的认识，使今后的数据处理、物理分析有更高的可靠性。 关键词x光条纹相机性能标定静态能量响应增益特性扫描速度扫速均匀性 一、 引言 x光条纹相机作为一种具有高时间分辨能力的设备，在ICF实验诊断中具有不可替代 的重要作用。X光条纹相机能提供具有时空分辨的等离子体运动扫描图像，同时还能够通 过配接各种分光系统测量特定能点的x射线。为了从实验结果中准确获取等离子体运动时 间、待测信号空间尺度、入射x光信号强度等重要数据，就必须知道x光条纹相机测量系 统的各方面性能。但是，作为一种超快诊断设备，x光条纹相机性能的标定受到标定源的 严重制约，由于实验条件不允许，我们所使用的x光条纹相机很多性能都没有办法进行标 定。随着ICF实验的深入，对诊断的精确性要求越来越迫切，条纹相机各项性能的出厂指 标已经不能满足实验精确性的要求，这样就要求我们必须尽快进行相机性能标定。随着超 短脉冲激光器等相关技术的成熟，我们终于对X光条纹相机测量系统的一些性能进行了标 定，对相关标定方法进行了探索，取得了较好结果。 二、实验安排 1静态性能标定 我们标定的是深圳大学光电研究所生产的长狭缝X光条纹相机，它的光阴极狭缝长达 30mm。考虑到光阴极的稳定性，我们选用的是金阴极。本次实验x光条纹相机测量系统静 态能量响应标定是将测量系统记录下信号强度与入射单位面积光子数进行对比，从丽得到 测量系统静态能量响应曲线。入射光通过一个①lmm的光阑后照射到光阴极狭缝上，用吉 测量系统记录信号，由实验结果CCD记录图像我们可以读出数据强度总和三。查标准探测 器标定值可得到标准探测器在不同能点每个光子的光电子产额U。由于入射光光强变化比 较缓慢且两次测量时间间隔较短，我们可以认为所测电流值与条纹相机测量信号时的电流 值相同。 ．．353—— 由公式玎：牟可以得到曝光时间芒内单位面积入射光子数力。从实验数据上的光 eta‘·” 斑大小可以计算出光阴极实际接收到入射光线光斑面积，与力相乘就可以得到t时间内实 际照射到光阴极上的光子数历。 —一 ， ， ／ ，。I‘ ／ 图1标准探测器能量响应曲线 最后，由下面的公式我们可以得到系统能量响应：叩：兰 m 改变入射光子的能量，我们就可以给出条纹相机的能量响应曲线。保持入射光子的能量 和强度不变，改变条纹相机的增益系数，我们获得光子能量为E时的条纹相机的增益曲线。 2时 33％