一种新型软X射线带通方法及应用技术

软X射线二维时空诊断技术是激光－X光转换效率和辐射源空间特性等激光聚变物理关键问题研究的首要工具，目前基于滤片-平面镜的反射式带通方式建立的分幅照相技术存在图像倾斜和反射通道之间响应不一致性等问题，在实验应用中通用性受到限制。适合二维成像系统的新型X光滤波技术正在成为国际等离子体诊断研究前沿和热点问题之一。本项目利用微通道板X光光学传输特性提出了一种透射式软X射线带通方法，基于滤片－微通道板可以在软X射线能段发展一种带宽300eV左右的透射式带通技术。微通道板带通技术紧耦合X射线分幅相机可以建立一种新型软X射线二维成像器，有望解决反射式带通结构存在的图像倾斜和响应不一致性等问题。本项目是等离子体诊断和X射线光学的交叉学科，本项目研究结果将有助于推动和促进软X光的光学分光与成像技术研究，在高分辨诊断和新型X光光学元件研究领域有广阔的应用前景。

项目提出了一种平面透射方式实现软X光带通的方法。建立了MCP的X光传输特性模型，并给出方孔结构具有高透射率和易于建模的特点，是带通元件的最佳选择。通过学型MCP(方孔版)研制和技术优化，表面粗糙度控制到2nm以下，反射率的得到大幅度提升。通过增加材料中的含铅比例，可以将中高能X光的直穿光出射率抑制到10-5以下。.在北京同步辐射装置上软X光束线站建立了MCP带通的标定实验技术。在软X光0.1-1.5keV能段获得多组MCP的透射谱，配合滤片吸收边，给出了100eV带宽的数据结果。带通效果高于预计的300eV带宽。.在2012年7月的实验中建立了MCP标定的角度扫描方法。比较了多种长径比下，通过角度扫描，可以有效控制MCP的截止边，通过长径比变化，也可以控制截止边，并且可以增大高能串扰问题。由此可以获得微孔结构的单次反射率，并检验模型。.在神光II装置第九路背光辐照网格，在针孔成像后，采用方孔MCP（入射角度13mrad）进行能点选择，实验获得了清晰的20微米网格图像。实验结果表明，不仅可以实现软X光能带的窄能带选择，而且图像无像差、空间分辨高、信噪比好。.与国内外相关技术比较说明，这种软X光带通技术属于首创。与常规使用的反射镜相比，带通后的出射效率相当，能谱宽度窄，应用方便。透射式带通既可以通过窄能带选择实现辐射流的精密诊断，也可以通过集成成像系统建立时空能一体化的新型高性能X光诊断。并且在激光惯性约束聚变物理研究、Z箍缩物理、等离子体物理、天体物理等研究中，都具有广泛的应用前景。