激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计

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激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计

李亚冉, 谢青, 陈志强, 忻秋琪, 穆宝忠

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李亚冉, 谢青, 陈志强, 等. 激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

引用本文:

李亚冉, 谢青, 陈志强, 等. 激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

Li Yaran, Xie Qing, Chen Zhiqiang, et al. Optical design of Wolter X-ray microscope for laser plasma diagnostics[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

Citation:

Li Yaran, Xie Qing, Chen Zhiqiang, et al. Optical design of Wolter X-ray microscope for laser plasma diagnostics[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计

doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

李亚冉^1,2,
谢青^1,2,
陈志强^1,2,
忻秋琪^1,2,
穆宝忠^1,2, ,

1.
同济大学教育部先进微结构材料重点实验室, 上海 200092;
2.
同济大学物理科学与工程学院, 上海 200092

通讯作者:
穆宝忠

Optical design of Wolter X-ray microscope for laser plasma diagnostics

Li Yaran^1,2,
Xie Qing^1,2,
Chen Zhiqiang^1,2,
Xin Qiuqi^1,2,
Mu Baozhong^{1,2
, ,}

1.
Key Laboratory of Advanced Micro-structured Materials,Ministry of Education,Tongji University,Shanghai 200092,China;
2.
School of Physics Science and Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China

摘要: 围绕着稠密等离子体硬X射线成像诊断，提出了一种基于阿贝正弦条件的Wolter型X射线显微镜的光学系统设计。详细介绍了Wolter显微镜的结构特点和设计方法，进行了参数优化，定量分析了包括物距、放大倍数、掠入射角和双曲面镜镜长在内的初始结构参数对物镜性能的影响。由光线追迹可以得出，在约260 m的视场范围内分辨率优于1 m；在460 m范围内优于3 m。有效视场可达约1 mm，几何集光立体角约为6.110-5 sr。同时，该系统具备平响应系统特性，在mm级的视场范围内，系统响应效率的一致性优于93.7%。
- Wolter显微镜 /
- X射线显微术 /
- 等离子体诊断 /
- 激光惯性约束聚变 /
- Rayleigh-Taylor不稳定性
Abstract: Based on the urgent need of conducting imaging diagnostics of dense laser-produced plasma, we present the optical system design of Wolter type X-ray microscope based on Abbes sine condition. This paper details the structural features and optical design approaches of Wolter microscope. The impacts of initial structure parameters including the object distance, magnification, grazing angle and mirror length of hyperbolic mirror on objective performance are studied quantitatively. According to ray-tracing simulation, the spatial resolution is better than 1 m in a range of 260 m and better than 3 m in a range of 460 m. The effective field of view is estimated as about 1 mm in diameter with a geometric solid angle of 6.110-5 sr. The system is flat-response with an efficiency consistency of 93.7% over the field of view. This paper contributes to the development of high-resolution and high-flux hard X-ray imaging diagnostic instruments in the future.
- Wolter microscope /
- X-ray microscopy /
- plasma diagnostics /
- ICF /
- Rayleigh-Taylor instabilities

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[14]	杨建伦, 李正宏, 徐荣昆, 许泽平, 李林波, 宁家敏, 王真, 章法强, 蒋世伦, 郭存, 夏广新, 宋凤军, 陈进川, 钟耀华. Z-pinch内爆等离子体时空分辨诊断技术 . 强激光与粒子束, 2007, 19(02): 0- .
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激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计

doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

1. 同济大学教育部先进微结构材料重点实验室, 上海 200092;

2. 同济大学物理科学与工程学院, 上海 200092

通讯作者: 穆宝忠

收稿日期: 2017-11-02
修回日期: 2018-03-01
刊出日期: 2018-06-15

关键词:

Wolter显微镜 /

X射线显微术 /

等离子体诊断 /

激光惯性约束聚变 /

Rayleigh-Taylor不稳定性

摘要: 围绕着稠密等离子体硬X射线成像诊断，提出了一种基于阿贝正弦条件的Wolter型X射线显微镜的光学系统设计。详细介绍了Wolter显微镜的结构特点和设计方法，进行了参数优化，定量分析了包括物距、放大倍数、掠入射角和双曲面镜镜长在内的初始结构参数对物镜性能的影响。由光线追迹可以得出，在约260 m的视场范围内分辨率优于1 m；在460 m范围内优于3 m。有效视场可达约1 mm，几何集光立体角约为6.110-5 sr。同时，该系统具备平响应系统特性，在mm级的视场范围内，系统响应效率的一致性优于93.7%。

English Abstract

李亚冉, 谢青, 陈志强, 等. 激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

引用本文:

李亚冉, 谢青, 陈志强, 等. 激光等离子体诊断用Wolter型X射线显微镜的设计[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

Li Yaran, Xie Qing, Chen Zhiqiang, et al. Optical design of Wolter X-ray microscope for laser plasma diagnostics[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

Citation:

Li Yaran, Xie Qing, Chen Zhiqiang, et al. Optical design of Wolter X-ray microscope for laser plasma diagnostics[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 062002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170440

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