激光驱动X射线成像的数值能力新突破

2020-06-24 16:05

Sawada是内华达大学雷诺分校科学学院的一名教师，他和物理学本科生克里斯·萨利纳斯（Chris Salina）在2018年春天开始了建模项目。他说：“如果没有学生的帮助，这项工作永远不会发表。”

这两步模拟的第一部分是物理学毕业生泰勒·戴金（Tyler Daykin）论文的基础，它使研究人员能够确定激光产生的X射线的特性。此外，物理系毕业生安东尼·巴斯（Anthony Bass ）和布兰登·格里芬（Brandon Griffin）还帮助获得了火花塞的X射线图像。

“2013年12月，我们进行了为期两周的实验，最初并没有计划对火花塞图像进行测量。”Sawada说道。“实验开始时，由于暴风雪，原计划同事送来的诊断结果被推迟了。我们只有要照射的金属目标和X射线成像探测器。为了不浪费在脉冲功率实验室的发射时间，我们开始对目标进行照射，并对我们能在实验室找到的工具和电子部件进行X射线成像，这样至少我们可以获得有视觉吸引力的X射线图像。安东尼和布兰登想出了一个主意，给一个摩托车火花塞用射线照相，结果我们得到的图像显示了清晰明显的强度对比。然后，我们用它来系统研究X射线衰减过滤器的变化是如何改变图像质量的。”

自啁啾脉冲放大技术问世以来（该技术于2018年获得诺贝尔物理学奖），紧聚焦激光束的峰值功率一直在稳步增长，使得这种激光器不仅适用于激光指针或激光照明显示器，还可用于各种应用。

强短脉冲激光器与固体相互作用产生的高能X射线已被广泛应用于等离子体科学、医学成像、工业和国家安全等领域。与成熟的X射线管相比，激光制造的X射线源具有源尺寸小、持续时间短、光子数高和X射线光谱可调的优点。

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