本文關(guān)鍵詞：波帶板X(qián)射線成像與電子散射用于等離子體高空間分辨診斷的數(shù)值模擬　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在激光核聚變研究中,為了診斷燒蝕面密度輪廓、靶界面以及流體力學(xué)不穩(wěn)定性,要求1μm量級(jí)的高空間分辨診斷能力。本文使用數(shù)值模擬研究了波帶板X(qián)射線成像與電子束透視,以實(shí)現(xiàn)高空間分辨診斷。工作主要分為三個(gè)方面：1)針對(duì)X射線相位型波帶板(FPZP),基于標(biāo)量衍射理論編制MALTAB程序計(jì)算了它對(duì)點(diǎn)源的聚焦性能,獲得了波帶板分辨率、焦深、衍射效率和成像不變性等特性。在此基礎(chǔ)上,計(jì)算了FPZP對(duì)擴(kuò)展源的成像。使用最外環(huán)寬0.35 μm的FPZP,在放大率10倍成像條件下對(duì)毫米尺度x射線擴(kuò)展源成像的模擬表明,隨著擴(kuò)展源尺度的增加,像對(duì)比度降低。FPZP的負(fù)1級(jí)和0級(jí)衍射是導(dǎo)致衍射背景增強(qiáng)和像對(duì)比度降低的主要因素,從而導(dǎo)致對(duì)物方的分辨能力下降。對(duì)于對(duì)比度為1的1 mm正弦調(diào)制方形擴(kuò)展源,FPZP成像對(duì)比度低于0.4,物方分辨能力為0.75μm。2)模擬了傳統(tǒng)伽伯波帶板(GZP)在X射線點(diǎn)源照射下的成像,得到了它的單級(jí)衍射、分辨率、視場(chǎng)以及焦深等特性。與FPZP成像相比,兩者在分辨率、視場(chǎng)、焦深等方面特性類似。設(shè)計(jì)了環(huán)帶錯(cuò)列排布的單級(jí)衍射波帶板(SZP),采用環(huán)帶錯(cuò)列排布結(jié)構(gòu)大大降低了二值化GZP的制作難度。數(shù)值模擬表明,其單級(jí)衍射特性、分辨率、衍射效率及離軸對(duì)稱性等符合預(yù)期。而X射線SZP材料的部分透射產(chǎn)生的相移,使其衍射效率在X射線波段達(dá)到11.5%,高于傳統(tǒng)GZP的6.25%。3)編寫(xiě)單次散射模型蒙特卡羅程序計(jì)算了電子在等離子體中散射。結(jié)果表明,MeV電子束在穿過(guò)等離子體后的電子通量密度出現(xiàn)空間調(diào)制,可用來(lái)診斷或辨認(rèn)密度間斷面和材料界面。研究了調(diào)制對(duì)比度與探測(cè)面位置的關(guān)系。在對(duì)10μm正弦擾動(dòng)波長(zhǎng)的密度或者材料間斷面進(jìn)行透視的情況下,若設(shè)置探測(cè)面位置精確到幾十微米范圍內(nèi),調(diào)制對(duì)比度可以達(dá)到0.2以上；對(duì)于更小尺度正弦調(diào)制靶,對(duì)探測(cè)面設(shè)置有更高精度要求。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O536

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