2-2 软X光学实验平台研究

易荣清 杨国红 刘慎业 孙可煦

　　利用北京同步辐射X光源对用于ICF研究的软X光探测系统进行了实验标定。2002年在X光光源性能的改善、XRD探测器和平面镜的标定方法研究方面取得了较大的进展。

　　改善X光光源性能，在新的标定装置上，利用X光CCD系统，将主光路调到测量光路上，然后利用软X光CCD系统测量光源的光斑，通过数据处理，可以得到光源的光斑的大小、均匀性和光强分布。再利用软X光CCD系统配透射光栅可以测量光源的单色性和光源的高次谐波。通过数据处理，可知光源的单色性和高次谐波的情况。

　　为提高XRD探测器标定精度，首先，研究了探测器偏压对探测器灵敏度的影响，如图1所示。从实验结果可以看出，探测器的输出在10V时就基本达到饱和。对于同步辐射标定，偏压只需选在50V，过去使用1kV的偏压会造成暗电流高，信噪比低，容易损坏弱电流计。

　　其次，研究了探测器偏压对探测器暗电流的影响，如图2所示。实验结果表明，探测器偏压对探测器暗电流几乎没有影响。同时，还进行了XRD探测器暗电流随时间变化的关系，说明暗电流随时间基本没有变化，而电缆连接是否很好，电缆头是否干净，空气振动和周围空气的湿度对探测器暗电流有一定影响。

　　再次，在实验中，利用新的标定装置，如图3所示，光源的光斑为f 4mm，标准探测器的灵敏面为10mm´10mm，XRD探测器的灵敏面为f 10mm，标准探测器和XRD探测器之间的距离为10cm。所以，标准探测器测到的光强和XRD探测器接受的光强完全相等。此外，还对探测器的信噪比进行了研究，给出了探测器输出信号和光子能量的关系，从实验结果看出，不同能段探测器的信噪比不一样，在低能段中，探测器信噪比达到3个量级，在中能段中，信噪比只有几倍，在高能段中，信噪比大约有两个量级。所以，探测器的标定结果，在低能段和高能段中可信度较高，而在中能段中可信度较差。

　　最后，进行了XRD探测器灵敏度的标定，并与美国LLNL的实验结果进行了比较，对比结果如图4所示。

　　在平面镜的标定方法上，考虑到影响平面镜反射率的标定精度的因素有许多，主要通过角度基准、角度的转动精度来研究平面镜反射率的精密标定。在北京同步辐射源的3W1B束线上，用上述实验方法，标定了Au平面镜的反射率，并且与理论计算结果进行比较，结果如图5所示。

　　根据实验条件和实验方法，可给出平面镜反射率标定的不确定度。在2° 时，低能段50~300eV的光子能量不确定度为1%，角度不确定度为4%，反射率不确定度为5%；高能段0.6~1.5keV的光子能量不确定度为5%，角度不确定度为2%，反射率不确定度为5.5%。实验结果与过去的结果比较，精度是国内目前最高的。