【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所超強激光科學與技術全國重點實驗室，與上海交通大學、中國工程物理研究院激光聚變研究中心等單位，在基于拍瓦級超快激光驅動的多脈沖、多角度超快X射線成像技術方面取得進展。相關成果以“Multi-pulse and multi-angle ultrafast X-ray imaging driven by petawatt-class ultrafast laser pulses”為題發(fā)表于High Power Laser Science and Engineering。
 

　　針對慣性約束聚變、高能量密度物理等極端條件下非重復性超快過程對動態(tài)診斷的迫切需求，研究團隊提出并驗證了一種新型多脈沖、多角度X射線成像方案。該方案利用SULF-1 PW拍瓦激光系統(tǒng)，通過分束延遲與鏡面陣列設計，將單路超強激光脈沖分成多個具有飛秒至皮秒級精確時間延遲的子脈沖，分別驅動多個氣體靶產(chǎn)生空間分離的Betatron輻射源，實現(xiàn)了對單次超快過程的多時序、多角度連續(xù)成像。
 

　　實驗設計與模擬結果表明，該方案可在200皮秒的時間窗口內(nèi)，實現(xiàn)飛秒級時間分辨率與微米級空間分辨率的動態(tài)成像。利用FBPIC與SynchRad模擬獲得的Betatron輻射源具有超過109光子/發(fā)、臨界能量高于15 keV的性能，結合Geant4成像模擬，研究團隊成功重現(xiàn)了慣性約束聚變靶丸在壓縮過程中的多階段形態(tài)演化圖像，驗證了其在復雜動態(tài)過程診斷中的可行性。
 

　　與傳統(tǒng)的X射線條紋相機和分幅相機相比，該方案無需依賴超快閃爍體或復雜的時間選通系統(tǒng)，突破了拍瓦激光低重頻限制，具備二維多幀成像能力，時空分辨率綜合性能顯著提升。該技術為極端條件下不可重復超快過程的原位、連續(xù)、高分辨診斷提供了全新解決路徑，有望在激光聚變、沖擊波物理、溫稠密物質(zhì)研究等領域發(fā)揮重要作用。
 

　　相關工作得到國家重點研發(fā)計劃、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項B類、國家自然科學基金、中國科學院基礎研究青年科學家項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、新基石科學基金會等基金支持。
 

　　引用：上海光機所在拍瓦激光驅動多脈沖多角度超快X射線成像研究取得進展 中國科學院上海光學精密機械研究所 【引用時間：2026年8月20日】