ダイヤモンドを用いたレ-ザ-生成プラズマの超高時間分解X線計測

使用金刚石对激光产生的等离子体进行超高时间分辨 X 射线测量

基本信息

批准号：
03217203
负责人：
米田仁紀
金额：
$ 1.02万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高出力レ-ザ-を用いたプラズマ生成は、慣性核融合、短パルスX線源、XUVレ-ザ-への応用が期待されている。レ-ザ-波長を柴外域にとり、適当な照射条件、物質の選択により80%近いエネルギ-をX線に変換できる。このX線の定量的な時間分解測定は、応用に際して最適条件を決定するために重要である。一方、レ-ザ-照射プラズマでは、多量の散乱光が存在する。これまで、このような〓射測定にはX線フィルム、X線ダイオ-ド、MCP等が用いられてきた。しかし、それらは可視光に感度を持つために、フィルタ-が不可避であり、完全に単色化できるフィルタ-材料がない事や複雑なスペクトル器性による解析の困難さを導いてきた。そこで、我々は高いバンド幅5.5eVを持つ可視光に感度を持たないX線検出器としてダイヤモンドを選択し、この検出素子をレ-ザ-プラズマX線測定を応用することを試みた。得られた結果を以下にまとめると1.天然ダイヤモンドを用いて高時間分解能を持つX線検出器を製作し、レ-ザ-生成プラズマからのX線絶対測定を行った。2.較正感度は、窒素不純物準位をいれたキャリヤ-モデルに超短パルスレ-ザ-光での応答特性結果を入れ、算出することができた。3.検出器の波長特性は、他の半導検出器より優れており、300eV近傍のギャップをのぞき100eV以上の軟X線に対し使用可能であることが分かった。4.時間応答特性は200ps程度まで可能なことが確認され、さらに不純物または格子欠陥導入等で制御できることが分かった。

使用高功率激光器产生等离子体预计将应用于惯性核聚变、短脉冲X射线源和XUV激光器。通过将激光波长设置在外波长范围并选择合适的照射条件和材料，可以将近80%的能量转化为X射线。这种 X 射线的定量时间分辨测量对于确定最佳应用条件非常重要。另一方面，在激光照射的等离子体中，存在大量的散射光。迄今为止，X射线胶片、X射线二极管、MCP等已被用于此类辐射测量。然而，由于它们对可见光敏感，滤光片是不可避免的，并且由于缺乏可以完全单色的滤光片材料以及复杂的光谱特性，分析一直很困难。因此，我们选择金刚石作为对可见光不敏感且具有5.5 eV高带宽的X射线探测器，并尝试将该探测元件应用于激光等离子体X射线测量。所得结果总结如下： 1. 使用天然金刚石制造了具有高时间分辨率的X射线探测器，并对激光产生的等离子体进行了绝对X射线测量。 2. 可以通过将超短脉冲激光的响应特性结果插入包含氮杂质水平的载体模型来计算校准灵敏度。 3.探测器的波长特性优于其他半导体探测器，发现除了300eV左右的间隙外，可以用于100eV以上的软X射线。 4. 已证实时间响应特性可以达到约200 ps，并且可以通过引入杂质或晶格缺陷来进一步控制。