[發明專利]用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統及方法

在審

• 申請號: 202011544173.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112649834A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 高貴龍;何凱;閆欣;汪韜;田進壽;尹飛;辛麗偉;王剛;劉毅恒;姚東;李知兵;張杰;吳永程;劉沖;薛彥華
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

1.一種用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：包括脈沖光纖激光器(1)、啁啾調節模塊(2)、皮秒級同步模塊(12)、光纖延遲模塊(3)、KB顯微模塊(5)和成像單元；成像單元包括DIM(6)以及設置在DIM(6)腔室內的光纖準直模塊(7)、偏振延時模塊(8)、皮秒級全光固體超快探測芯片(9)、多分幅成像模塊(10)和探測模塊(11)；

所述啁啾調節模塊(2)用于對脈沖光纖激光器(1)出射的探針光進行調制，實現探針光脈沖時間間隔連續可調；

所述皮秒級同步模塊(12)用于將經啁啾后的探針光與主機振蕩器鎖頻，并結合光纖延遲模塊(3)對經啁啾的探針光進行延遲，實現探針光與信號光的皮秒級同步；所述信號光為內爆關鍵過程的X射線圖像；

所述光纖準直模塊(7)用于對延遲后的探針光進行準直，形成空間準直光；

所述偏振延時模塊(8)用于對空間準直光進行偏振延時，并入射至皮秒級全光固體超快探測芯片(9)；

所述皮秒級全光固體超快探測芯片(9)對KB顯微模塊(5)形成內爆關鍵過程的X射線圖像進行光-光轉換，加載到偏振延時后的探針光，攜帶信號光信息的探針光入射到多分幅成像模塊(10)；

所述多分幅成像模塊(10)對攜帶信號光信息的探針光進行分幅成像，獲得多幅圖像；

所述探測模塊(11)用于采集多幅圖像。

2.根據權利要求1所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：所述探測模塊(11)為ICCD相機；

所述多幅圖像與ICCD相機的門控時間同步，用于多幅圖像分別成像于ICCD相機像面不同位置。

3.根據權利要求2所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：所述皮秒級全光固體超快探測芯片(9)為厚度10μm的AlGaAs快響應芯片。

4.根據權利要求3所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：所述脈沖光纖激光器(1)為線性啁啾激光器。

5.根據權利要求4所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：所述KB顯微模塊(5)為微米級KB高空間分辨顯微鏡。

6.根據權利要求5所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像系統，其特征在于：還包括設置在DIM(6)外且用于光纖延遲模塊(3)和光纖準直模塊(7)耦合的真空光纖轉接頭(4)。

7.一種用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)脈沖光纖激光器(1)出射探針光經啁啾調節模塊(2)調節為脈沖時間間隔連續可調的探針光，再經光纖延遲模塊(3)耦合進入DIM(6)腔室內；

同時，皮秒級同步模塊(12)控制探針光與主機振蕩器鎖頻，結合光纖延遲模塊(3)對啁啾后的探針光進行延遲，實現探針光與信號光之間的皮秒級同步；

2)進入DIM(6)腔室內的探針光經準直和偏振延遲后形成與信號光同步的空間準直光，再入射到帶有周期性光柵的皮秒級全光固體超快探測芯片(9)，被經信號光作用后的芯片進行調制后，產生攜帶信號光信息的探針光；

其中，所述信號光是內爆關鍵過程的X射線圖像；

3)攜帶信號光信息的探針光經多分幅成像模塊(10)后形成多幅圖像，

4)探測模塊采集多幅圖像，完成ICF芯部自發光關鍵過程的多分幅超快成像。

8.根據權利要求7所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像方法，其特征在于：步驟4)中，所述探測模塊為ICCD相機，多幅圖像與ICCD相機的門控時間同步，使多幅圖像分別成像于ICCD相機像面不同位置。

9.根據權利要求8所述用于ICF芯部自發光關鍵過程的全光固體超快成像方法，其特征在于：步驟1)中，所述連續可調的探針光間距為10ps～50ps連續可調的探針光。