使用泰伯·勞干涉儀測量HED等離子體相襯像
診斷高能量密度(HED)等離子體的特性，例如存在于慣性約束聚變(ICF)中的等離子體，對于理解它們的演化和相互作用至關(guān)重要。然而，考慮到所涉及的通常極端的溫度和密度條件，以及其中一些相互作用發(fā)生的小時間和空間尺度，獲得這些測量結(jié)果是具有挑戰(zhàn)性的。
干涉測量法是目前等離子體最靈敏、最成功的診斷方法之一。然而，由于最常見的干涉測量系統(tǒng)的設(shè)計，工作波長有限，因此可以探測的密度和溫度范圍受到嚴(yán)重限制，難以測量對于可見光波段不透明的 HED 等離子體。基于 Talbot 效應(yīng)的 Talbot-Lau 干涉法，提供了將干涉測量擴(kuò)展到 X 射線波長的可能性。
另一方面，在光子能量從幾 keV 到幾十 keV 的范圍內(nèi)的硬 X 射線，低 z 物質(zhì)的彈性散射截面遠(yuǎn)大于衰減截面，相位對比度比傳統(tǒng)的衰減度對比對電子密度的變化更敏感。因此，在成像機(jī)制上，基于折射的方法相較于基于吸收的方法有更高的固有對比度。即，基于相位變化的 X 射線成像方法，包括 Talbot-Lau 偏折測量方法，尤其適用于低 z 生物組織、聚合物、纖維復(fù)合材料和 HED 等離子體等的表征。
約翰霍普金斯大學(xué)物理與天文學(xué)系的 M. P. Valdivia 與 D. Stutman 等人提出了將TL莫爾光束偏轉(zhuǎn)技術(shù)擴(kuò)展到8 keV 能量，用于 HED 等離子體實(shí)驗(yàn)中的密度梯度測量。[http://dx.doi.org/10.1063/1.4885467]
1. Microworks GmbH 提供的 Talbot-Lau 光柵：a)源光柵；b)相位光柵；c)分析光柵
該小組使用多種形狀（棱柱，圓柱，球型）的多種材料（丙烯酸，鈹，PMMA）作為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其中，以 PMMA 球形樣品的測試結(jié)果為例：
2. 直徑1.5mm的 PMMA 球的 Moiré 條紋像（a）及其偏移映射圖（b）
結(jié)果表明，在 8 keV 下的測量足夠靈敏，可以測量幾到幾十微弧度范圍內(nèi)的折射角，從而提供 10-20 到 10-21 mm?2范圍內(nèi)的面密度。在靜態(tài)模式下論證得出該技術(shù)能夠?yàn)?HED 相關(guān)物體提供密度診斷。
上述小組進(jìn)一步改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)，使用短脈沖(30–100 J, 10 ps)激光轟擊 Cu 箔產(chǎn)生 X 射線作為測量光源，由于激光的脈沖特性，使得對 HED 的時間分辨測量成為了可能。(doi: 10.1063/1.5123919)
3. 超短脈沖時間分辨 X 射線 Talbot-Lau 干涉實(shí)驗(yàn)前端光路示意圖
4. Talbot-Lau X 射線干涉法診斷平臺
波爾多大學(xué)的 G. P′erez-Callejo 與 V. Bouffetier,對特定靶結(jié)構(gòu)在激光作用下產(chǎn)生的 HED 瞬時密度進(jìn)行了模擬和測量，并提供了相應(yīng)的干涉圖像的后處理工具。（DOI: 10.1063/5.0085822）
5. 等離子體靶材結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖（左）；模擬轟擊靶材后30ns 瞬時密度圖像
7. 經(jīng)數(shù)據(jù)處理后的吸收像（a），暗場像（b）與相位像（c）
相關(guān)閱讀
- 實(shí)驗(yàn)室X射線相襯成像技術(shù)—核心調(diào)制和探測器件技術(shù)分析（上）
- 實(shí)驗(yàn)室X射線相襯成像技術(shù)—核心調(diào)制和探測器件技術(shù)分析（下）
Microworks
德國 Microworks GmbH 基于其獨(dú)特的 LIGA 技術(shù)，向廣大科研用戶提供定制化的微結(jié)構(gòu)加工服務(wù)。其中，它的X射線透射光柵在相襯成像領(lǐng)域，有著極高的聲譽(yù)。Microworks為X射線無損檢測（NDT）提供標(biāo)準(zhǔn)化和定制產(chǎn)品。在微納米技術(shù)領(lǐng)域，Microworks代表著高精度，其最高縱橫比和精度可以遠(yuǎn)低于 1 μm。
北京眾星聯(lián)恒科技有限公司作為 Microworks 的中國大陸全權(quán)代理商，為中國用戶提供所有的售前咨詢，銷售及售后服務(wù)，同時 TALINT EDU 干涉儀套件目前我們開放國內(nèi)試用, 如果您想體驗(yàn)這款模塊化、操作簡易的 X 射線相襯、暗場成像套件, 歡迎聯(lián)系我們。
免責(zé)聲明：
此篇文章內(nèi)容（含圖片）部分來源于網(wǎng)絡(luò)。文章引用部分版權(quán)及觀點(diǎn)歸原作者所有，北京眾星聯(lián)恒科技有限公司發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多行業(yè)資訊與網(wǎng)絡(luò)分享。若您認(rèn)為本文存在侵權(quán)之處，請聯(lián)系我們，我們會在第一時間處理。如有任何疑問，歡迎您隨時與我們聯(lián)系。