高效激光激励的3千安X射线源:用于光学相互作用研究的突破
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更新于2024-08-27
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激光激励的3千安X射线源是一种创新的高功率脉冲X射线发生装置,它利用掺钕钇铝石榴石作为核心元件,通过每秒10个激光脉冲的激发来产生X射线。这种X射线源的主要特点是峰值功率高且与激光同步,这使得它非常适合于研究X射线光学相互作用,特别是那些需要极高功率和同步性的工作场景。
其基本结构极其简洁,核心部分是一根充电至4万伏的1米长、阻值为3欧的同轴传输线。当这个传输线充电时,它能够输出宽度约为20毫微秒的脉冲,峰值电流达到了惊人的3千安。这一电流水平对于许多实验来说是理想的选择,因为它提供了足够的能量来进行精确的实验控制。
根据初步的简单分析,如果将传输线的电阻降低到1欧,并提升电压至6万伏,理论上可以进一步提升峰值电流到大约1.6万安。这种可调参数的设计使得科学家可以根据具体需求优化设备性能。
与传统的X射线源相比,该激光激励源采用了不同的工作原理。例如,帕斯纳之前的脉冲X射线管依赖于光电效应产生电子流,但电流较小;而齐格勒等人提出的光电倍增管方式电流也有限。在我们的设备中,通过聚焦兆瓦级激光在金属阴极上,形成等离子体并抽取电子,从而实现高达数千安培的电流,这得益于雪崩过程,即电子释放正离子后回流到阴极,形成更大的电子释放。
与基于场致发射的器件不同,该设备采用低电压操作,使得靶能有效地产生特征Ka辐射,同时减少韧致辐射带来的干扰。这使得它的X射线谱特性接近于常规的低电流、低电压直流电源产生的光谱,这对于现有成熟X射线技术的运用非常有利。
激光激励的3千安X射线源因其高功率、同步性和易于操作的特点,正在逐渐成为科研领域中一个重要的工具,尤其是在需要高强度X射线研究的领域,如材料科学、生物学和医学成像等领域。随着技术的不断改进,未来有可能看到更高电流和性能的X射线源的出现。
2021-02-08 上传
2021-02-25 上传
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2021-02-25 上传
2021-02-06 上传
2021-10-07 上传
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2021-10-05 上传
2021-02-05 上传
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