《用於雷射電漿診斷的軟X射線雙頻光柵剪下干涉》是依託中國科學技術大學，由付紹軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用於雷射電漿診斷的軟X射線雙頻光柵剪下干涉
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：付紹軍
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於多層膜或光柵分束的軟X射線Mach－Zehnder干涉系統，可直接探測電漿臨界面附近電子密度的空間分布，但是這種干涉系統結構複雜，調節困難，造成雷射電漿診斷實驗成功率偏低。本項目提出將軟X射線雙頻光柵剪下干涉方法用於雷射電漿診斷，該方法只需一塊雙頻光柵即可產生剪下干涉，簡單、穩定、便於調節。.軟X射線雙頻光柵剪下干涉系統的核心元件是雙頻光柵，本項目根據雷射電漿特性最佳化設計雙頻光柵結構參數；採用全息光刻－離子束刻蝕的方法探索軟X射線雙頻衍射光柵的製作方法，解決研製過程中遇到的關鍵問題；提供軟X射線雙頻光柵進行物理實驗研究。為慣性約束聚變、X射線雷射等前沿科學領域提供更高精度、更為方便的實驗研究方法。
結題摘要
波長短、相干性好、高亮度的優點使得軟X射線常被用於雷射電漿診斷中,進行測試電漿的密度分布。目前國際上常用的是利用光柵或多層介質膜作為分束元件的馬赫-曾德爾干涉法，但等光程調節的困難及分束元件的面型誤差造成該方法的成功率偏低。基於此,我們設計了一種新的軟X射線雙頻光柵結構,提出了該種結構的製作方法，並對剪下干涉系統進行了最佳化。首先，根據離子體密度分布特點，確定了剪下干涉法的數據處理方法及雙頻光柵的參數要求；其次，利用全息法製作光柵工藝中對衍射光斑位置的監測及光柵1與光柵2的光刻膠掩模形成的莫爾條紋，保證雙頻光柵的兩組光柵柵線平行精度優於0.01°。為研究雙頻光柵的衍射光強分布特性，利用合肥同步輻射真空紫外計量光束線對光柵頻率為950line/mm和1000lines/mm的雙頻光柵衍射效率分布特點進行了測試，得到了雙頻光柵的衍射級次分布特點，測試結果表明該結構雙頻光柵的兩組衍射光的強度比值優於75%，干擾級次與工作級次的衍射效率比值低於0.05。 對電漿診斷實驗中需求的頻率分別為1000lines/mm和1002.5lines/mm的雙頻光柵的兩組-1級衍射效率進行測試，光柵的兩組-1級衍射效率達到10%，達到了研究目標。 2009年至 2011年,在上海雷射電漿所進行了40餘次電漿密度剪下干涉測試，2009年和2010年的實驗結果暴露了剪下干涉系統及雙頻光柵存在一些問題。在雙頻光柵製作工藝和剪下干涉系統改進後，2011年的實驗結果得到對比度較高的剪下干涉圖，數據易於處理，能夠滿足目前利用軟X射線測試雷射電漿密度的實驗需求。在神光II的電漿密度診斷試驗中軟X射線雙頻光柵剪下干涉法已成功替代馬赫－曾德爾干涉法，提高了實驗成功率及工作效率。
