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气室型X光条纹相机:激光聚变下“超级快照”

2014-03-31 01:09
华静一
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  由中国工程物理研究院激光聚变研究中心胡昕研究团队自主研制、可用于激光聚变研究的“气室型X光条纹相机”日前正式投用。意味着其在激光聚变研究的特殊环境下,可为一根速度100公里/秒的“头发丝”拍下清晰的“超级快照”。

  激光聚变研究是全球科学界有史以来最大超精密光学系统工程,在用于记录激光“打靶”数据的“X光条纹相机”领域,近年随着高功率激光技术发展,更为先进的“气室型X光条纹相机”应运而生——其必须在极为狭小的激光“靶室”内,实现复杂部件集成;其电控系统在正常气压下工作,但自身又必须在真空靶室内运行;其所有控制、监测都由远程计算机完成。此前,全球仅美国利弗莫尔国家实验室掌握该设备的研制技术。

  胡昕率领的研究团队,历时7年完成上述项目攻关,自主研发的“气室型X光条纹相机”可以在10-4Pa真空环境下,捕获时间分辨10皮秒、每毫米空间分辨15线对的超快实验信息,并且可同时获取不同频率激光脉冲产生的X光信息。据悉,1皮秒为一万亿分之一秒,而人类眨眼速度为0.2秒至0.4秒,这意味着该相机的“快门”比人类眨眼快百亿倍;而“每毫米空间分辨15线对”,意味着一个细如发丝的物体以每秒100公里速度运行时,该相机依然可拍下其精确图像。该设备的研制成功,也标志着我国成为全球第二个掌握激光聚变用“气室型X光条纹相机”研制技术的国家。据了解,新设备投入运行以来,其相机气室环境控制和监测状况优良,信噪比、扫描图像质量高,整体运行稳定可靠。未来,该设备除激光聚变实验外,还可为高能量密度物理、天体物理等研究领域,提供高时空分辨实验数据。

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