一种新型高时间分辨的光扫描装置设计.pdf

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1、第33卷第8期光学学报Vo1．33，No．82013年8月ACTAOPTICASINICAAugust，2013一种新型高时问分辨的光扫描装置设计魏惠月徐涛王峰彭晓世韦欣刘慎业／中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900、＼。中国科学院半导体研究所，北京100083／摘要在惯性约束聚变(ICF)研究中，为了更好地对点火前分解实验的精密时间过程进行高精度的测量，提出一种新型的高时间分辨的光扫描装置。该装置根据光生载流子效应、波导传输和棱镜色散原理，采用全光学元件避免了空间电荷效应的影响。同时，瞄准1ps的时间分辨能力，对该装置的关键部件光扫描模块进行了计

2、算设计与模拟分析，通过光路仿真进行验证。结果表明该扫描装置能够使信号光发生偏转效应得到时间～空间转换，进而为下一步的模块制作和实验研究提供良好的理论依据。关键词光学器件；高时间分辨；光扫描；光生载流子；棱镜色散中图分类号TN202文献标识码Adoi：l0．3788／AOS201333．0823003DesignmentofaNovelOpticalStreakCamerawithUltrahighTemporalResolutionWeiHuiyueXuTaoWangFengPengXiaoshiWeiXin。LiuShenye／ResearchCenterofLa

3、serFusion，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang，Sichuan621900，China、stituteofSemiconductors，ChineseAcademyofSciences，Bein．q100083，China／AbstractFormoreprecisemeasurementsofthetempora1evolutionofplasmainthestudyofinertia1confinementfusion(ICF)，anovelopticalstreakcamerawithultrahight

4、emporalresolutionisproposed．Basedonthephoto—generatedcarriereffects，waveguidetransmissionandprismdispersionprinciple，thisall—opticaldevicecanavoidtheinfluenceofthespacechargeeffect．Thenthekeycomponentinthecamera，theopticalscanningmodule，isdesignedandsimulatedthroughanemulatoraimingat1p

5、stimeresolutioncapability．Resultsshowthatthismodulecandeflectthesignallightandtransformtheinformationitcontainsfromtimedomainintospacedomain．whichverifiesthefeasibilityofsuchsystemanditsbenefitsforthefollowingexperiments．Keywordsopticaldevices；ultrahightemporalresolution；opticalscannin

6、g；photo—generatedcarrier；prismdispersionOCIScodes230．1150；230．7390；320．5390：320．71OO1引言具，在惯性约束聚变实验中具有不可替代的作用]。传统条纹相机都是利用电子光学系统加扫在惯性约束聚变(ICF)研究中，点火的持续过程非常短，约为百皮秒量级，而却非常复杂。为了更描电压的方式将时间信号转换为空间位置信息，从好地研究激光与物质相互作用、束能量的吸收、等离而进行高精度的时间记录。但是，空间电荷效应的存在导致了相机空间分辨率的限制，转换到时间轴子体加热和压缩过程、靶丸的内爆动力学等相关的基础

7、性课题，超高时间分辨的诊断技术变得尤为重也就是时间分辨率的限制]。就抗干扰技术而要l】]。同时，只有对点火前分解实验的时间过程进言，由于现有记录技术存在电子线路，在实际实验中行高精度的测量才能够做到对点火过程的高精度控的强X射线、中子和伽玛射线的干扰下，扫描电路制。条纹相机是一种高灵敏、高时空分辨的诊断工会受到很强的干扰，从而影响信号判读。就相机本收稿日期：2013—01—17；收到修改稿日期：2013—04—11基金项目：国家863计划、中国工程物理研究院科学技术发展基金(2011B0102020)作者简介：魏惠月(1984一)，女，硕士，实习研究员，主要从事