高分辨率X射线非球面KB显微镜研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11105098
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    王新
  • 依托单位：
    同济大学
  • 学科分类：
    A2903.等离子体诊断技术
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

Kirkpatrick-Baez显微镜（简称KB显微镜）是激光惯性约束聚变诊断的高精密成像仪器。目前，KB显微镜的光学元件采用的是球面镜或柱面镜，系统只能校正像散。针对激光惯性约束聚变诊断对高分辨X射线成像手段的需求，本项目采用非球面光学元件代替球面光学元件，以校正系统的球差，使系统的成像空间分辨率由目前的3微米提高到约1微米。项目的主要研究内容包括：建立非球面KB系统的光学设计模型，解决超光滑非球面反射镜的制作方法与检测方法问题，研制"双能点"多层膜光学元件以解决软X射线掠入射系统的高精度装调难题。最终实现高分辨的X射线非球面KB显微成像系统的研制。项目的实施将突破目前X射线掠入射成像系统的空间分辨极限，为我国激光惯性约束聚变精密诊断平台的建设提供支撑。

结项摘要

X射线KB显微成像是实现激光惯性约束聚变高精密诊断的关键技术。基于球面结构的KB系统只能校正像散，成像空间分辨率受到球差等限制。因此，本项目旨在研制具有更高空间分辨能力的非球面KB成像系统，采用椭圆柱面光学元件代替球面光学元件校正系统的球差，使系统的成像空间分辨率由目前的3微米提高到约1微米的精度。按照任务书的要求，开展了非球面KB系统光学设计、X射线KB系统像质评价方法、X射线KB系统光学元件制备、系统高精密装调方法及X射线KB系统成像性能检测等研究工作。（1）非球面KB系统光学设计：根据成像实验所用的X射线光源的能点8.04keV，计算得到了多层膜对该能点高反时的掠入射角度；结合椭圆柱面光学系统的椭圆方程计算得到了KB系统的初始结构；利用Matlab编写程序，模拟计算了设计的非球面KB系统的成像性能，计算了空间分辨率随物方视场的变化情况；分析了非球面KB系统和球面结构KB系统成像性能的差异。（2）X射线KB系统像质评价方法研究：建立了基于光学传递函数的KB系统像质评价模型；采用ZEMAX光线追迹软件结合自编Matlab程序模拟计算了KB系统工作能点、放大倍数、掠入射角度及曲率半径等参数对KB系统光学传递函数的影响。（3）X射线KB系统光学元件制备：采用抛光的方式制备了超光滑非球面光学元件基底，制备的光学元件基底表面粗糙度小于0.3nm；通过编写程序设计了KB系统用的多层膜结构，采用磁控溅射的方式制备了多层膜光学元件，通过优化薄膜的制备工艺，提高了制备的多层膜的均匀性及峰值反射率。（4）系统高精密装调方法研究：根据系统的光学结构和工作能点设计制备了装调用的双能点多层膜；结合模拟定位球的瞄准方法，实现了在X射线波段对KB系统高精度的装调。（5）X射线KB系统成像性能检测研究：利用8.04keV能点的X射线光源照明1500lp/mm栅网，对研制的KB系统进行了成像实验，研制的KB系统在中心视场的空间分辨率接近1微米，200微米视场内的空间分辨率优于3微米，较传统的球面KB系统具有明显的提高。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Large-field high-resolution Kirkpatrick–Baez amélioré-Kirkpatrick–Baez mixed microscope for multi-keV time-resolved x-ray imaging diagnostics of laser plasma
大视场高分辨率 Kirkpatrick–Baez amélioré-Kirkpatrick–Baez 混合显微镜，用于激光等离子体的多 keV 时间分辨 X 射线成像诊断
  • DOI：
    10.1117/1.oe.53.5.053114
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    Optical Engineering
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Xin Wang;Zhong Zhang;Jingtao Zhu;Zhanshan Wang;Pengfei He;Zhurong Cao;Jianjun Dong;Shenye Liu;Yongkun Ding
  • 通讯作者：
    Yongkun Ding
A four-channel multilayer KB microscope for high-resolution 8-keV X-ray imaging in laser-plasma diagnostics
用于激光等离子体诊断中高分辨率 8 keV X 射线成像的四通道多层 KB 显微镜
  • DOI：
    10.3788/col201412.013401
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Shengzhen Yi;Baozhong Mu;Xin Wang;Jingtao Zhu;Li Jiang;Zhanshan Wang;Pengfei He
  • 通讯作者：
    Pengfei He
Multi-energy four-channel Kirkpatrick–Baez microscope for X-ray imaging diagnostics at the Shenguang-II laser facility
神光二号激光装置用于 X 射线成像诊断的多能四通道柯克帕特里克·贝兹显微镜
  • DOI：
    10.3788/col201412.093401
  • 发表时间：
    2014-09
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Baozhong Mu;Xin Wang;Li Jiang;Jingtao Zhu;Zhanshan Wang;Pengfei He;Zhiheng Fang;Wei Wang;Sizu Fu
  • 通讯作者：
    Sizu Fu
4.75 keV能点四通道Kirkpatrick-Baez显微镜
  • DOI：
    10.3788/hplpb20132504.0903
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    强激光与粒子束
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴雯靓;伊圣振;王新;蒋励;朱京涛;王占山;方智恒;王伟;傅思祖
  • 通讯作者：
    傅思祖
Time-resolved multispectral X-ray imaging with multi-channel Kirkpatrick-Baez microscope for plasma diagnostics at Shenguang-II laser facility
使用多通道 Kirkpatrick-Baez 显微镜进行时间分辨多光谱 X 射线成像，用于神光二号激光设施的等离子体诊断
  • DOI：
    10.3788/col201412.083401
  • 发表时间：
    2014-07
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    He, Pengfei;Wang, Wei;Fang, Zhiheng;Fu, Sizu
  • 通讯作者：
    Fu, Sizu

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其他文献

景洪水力式升船机下游对接过程实船试验
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    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 期刊：
    强激光与粒子束
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    黄怡
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    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王新

其他文献

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王新的其他基金

circSMAD2/SMAD2 mRNA表达失衡调控CD4+ T细胞向Treg分化在系统性红斑狼疮中的作用及机制研究
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    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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