大画幅长微带分幅成像关键技术研究

测量时间超过1ns的皮秒大画幅长微带分幅成像技术是未来激光核聚变诊断中必不可少的的诊断方法。目前由于选通脉冲在微通道板微带线上的幅度衰减导致长微带上的动态增益衰减超过一个数量级，使其无法获得工程应用。本项目就微通道板微带线的特殊微观结构与其波阻抗和衰减系数的关系在理论和实验上开展研究，建立了微通道板微带线几何结构、微观结构等参数与其波阻抗和衰减系数的理论模型关系，并设计实验进行验证修改。根据建立的理论模型，设计出一种幅度补偿的阻抗渐变微带线，用于长微带传输情况下的皮秒分幅设备动态增益补偿。同时，为严格标定皮秒分幅设备的动态增益均匀性设计了一种阴极光电子漂移时间补偿式的标定装置，可以对整条微带线的动态增益在单次试验下进行标定，提高了标定精度和实验效率。

通过本项目的研究，建立了具备皮秒时间分辨率的大画幅长微带分幅相机中微通道板微带线的特征阻抗与微通道板几何特征参数、材料参数的理论计算模型。在国内首次研制成功了一套大画幅长微带的分幅像管，微带线宽度16mm，长度100mm，可用成像区域长度92mm，其空间分辨率接近理论极限的18lp/mm，具备210ps的时间分辨率。为了研究大画幅长微带的动态增益衰减特性，本项目还设计研究了一种标定方法，利用脉宽500fs的紫外激光脉冲，设计了一种面电子源，并利用电子的空间漂移延时补偿了选通脉冲在微带线上的传输延时，达到了类似于脉冲方波激励大画幅长微带的效果。经实验验证可用于分幅像管动态增益沿长度方向均匀性的研究。通过实验研究表明，由于选通脉冲在微带线上的幅度损失，引起分幅像管动态增益沿长度方向具有一定的损失，通过实验数据可知动态增益的沿长度方向的衰减系数约为每厘米10%左右。