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Kirkpatrick-Baez型显微镜是激光惯性约束聚变的关键诊断设备。过去十年里,国外的OMEGA、NIF、LMJ等大型激光装置上都安装了此设备并成功开展多项诊断实验。研制适合我国神光系列ICF装置的Kirkpatrick-Baez型显微镜已成为我国ICF精密化发展的一项刻不容缓的任务。针对该系统的难点,本文进行了以下关键技术的研究:
1.Kirkpatrick-Baez型显微镜的光学设计:通过分析视场内任意点的垂轴像差,构建了分辨率模型,以诊断实验的分辨率和集光效率为设计指标,确定了光学系统设计方法。进而模拟分析了系统的成像性能和公差,为加工和装调提供了理论依据。
2.关键元件研制:设计制备了中心能量8keV的非周期多层膜反射镜,检测结果表明,角度带宽0.3°,反射率高于18%。设计制备了X射线滤光片,与多层膜反射镜一起实现了能点选择。
3.装调技术研究:确定了光学参考芯的装卡方案。通过实验比较几种不同的调节方案,确定了双路激光瞄准和准直透镜实现调焦和瞄准的装调方案。
4.实验:进行了真空系统的设计研究。通过可见光实验验证了掠入射系统的光路。通过在X射线衍射仪上的一维聚焦实验证明了所制备的非周期多层膜反射镜是可用的。