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【doc】5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定

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【doc】5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定【doc】5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定 5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的 实验标定 一 f弓4第10卷第1期'强激光与粒子柬Vo1.10.No.1 Feb.,1998 5FW软X光胶片响应 在同步辐射源上的实验标定' 易荣清陈正林孙可煦李朝光丁耀南郏志坚 酊_-l崔明启朱佩平崔聪悟.,(目薄_高_10?)c厶/ 型计算的结果进行了比较 关键词同步辐射潦?._'...._一 由于软X光胶片具有很研究的X光能谱 测量中得到了广泛的应用.为了用软X光胶片进行软X光的定量测量,国内外已有不...
【doc】5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定
【doc】5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定 5FW软件X光胶片响应在同步辐射源上的 实验标定 一 f弓4第10卷第1期'强激光与粒子柬Vo1.10.No.1 Feb.,1998 5FW软X光胶片响应 在同步辐射源上的实验标定' 易荣清陈正林孙可煦李朝光丁耀南郏志坚 酊_-l崔明启朱佩平崔聪悟.,(目薄_高_10?)c厶/ 型计算的结果进行了比较 关键词同步辐射潦?._'...._一 由于软X光胶片具有很研究的X光能谱 测量中得到了广泛的应用.为了用软X光胶片进行软X光的定量测量,国内外已有不少X光 胶片响应特性的实验标定和理论计算结果n].对上海感光胶片厂生产的5FW载X光胶片, 我们曾在同步辐射源上进行过胶片对X光的响应曲线的相对标定":+在波长为4.49rim处的 实验结果与Henke的厚乳胶模型符合较好,而在波长为1.33nm处的实验结果与Henke的厚 乳胶模型给出的响应曲线存在一定偏差.近期,我们又根据5FW胶片的结构,建立了一个胶 片对X光响应曲线的理论计算模型一,用了太质子荧光源上部分实验标定结果,拟合给出了 模型中的参数,并对模型及参数有效性,用其余的实验标定结果进行了初步检验.同时,我们 在同步辐射源上用波长为4.49urn的X光进行实验标定的结果与该模型计算结果相比较符台 也很好;但在波长为1.33nm处的实验标定结果与理论计算曲线比较则存在一定的偏差为 此,我们采用不同的实验方法在同步辐射源上对5FW胶片对软X光的响应特性进行了进一 步的实验标定. l5FW胶片响应曲线的实验标定 1.1实验装置及标定方法 实验装置如图l,准直性很好的同步辐射 光通过滤片,以掠入射角0入射到多层镜上, 在反射方向得到波长为的单色光,波长与 掠入射角口满足布喇格公式 2dsin0一(1) 其中.为多层镜的周期厚度,实验中所用多 rcc multilaycr mirror Fig.1Experimentalarrangement{orsott X—rayfilm5FWcalibration 圈15FW软x光脏片响应特性标定实验布置 国家863惯性约束聚变领域,屋筒科技基础研究基金和中钫院科学基金资助课 1997年7月2513收到原稿.1997年9月2日收到修改稿. 杨家敏,男-1970年2月出生-在读博士生 一t 强激光与柱子束第9卷 层镜2=7.6nm(与文献E33中所用多层镜2d一24.4nm不同) 实验中,在多层镜前分别采用碳滤片和铜滤片,去除可见光和降低多层镜对低能X 光的 全反射,提高X光单色性.同时,调节掠人射角,在多层镜反射方向分别得到波长为1.47nm 和4.59nm的单色X光,在多层镜反射方向加上2mm×5mm的狭缝,限制出射单色光的焦 斑大小用装在相机内的5FW软X光胶片单色X光.相机带电动快门,可准确控制曝光 时间;相机也可单独沿出射单色光垂直方向移动当进行5FW胶片对x光的响应实验标定 时,记录5FW胶片每曝光一次,单独移动相机一定距离,如此.可在同一张胶片的不同位置 记录下分离的对应于不同曝光时问的几幅光膳图由于整个标定时问很短.同,张5FW胶片 上几幅光谱图的曝光量之比等于曝光时间之比. 对曝光后的5FW胶片用D一19配方药液在温度为20=1C条件下进行显影5分钟,停影 1分钟和定影5分钟.最后用自来水冲洗约15分钟到胶片干净为止,再在室温下自然晾干. l|2光谱图的黑密度扫描 对冲冼好的5FW胶片用3CS黑密度计扫出各次曝光的黑密度圈,典型黑度扫描如罔0. Fig.2Typicaldensitometergca~sof spectrafordifferentexposuretime 圈2不同曝光时间i箐的黑密度扫描圈 2000~m. 黑密度计扫描狭缝尺寸为1jm× Dl 等D2 i }D D' sDace Fig.3Princip[ediagramof experimentaldataana[ysis 图3宴验数摧舒析原理圈 2实验数据处理方法及结果 从多层镜反射方向出射的单色X光强度沿狭缝宽度方向呈一定的空间分布,为此.可作 如下数据处理:假设曲线a和b分别对应于曝光时间为和岛两幅光谱图的黑密度扫描,首 先使得曲线a和b的黑密度峰值点1和2在空间上对齐.如图3所示.假设1点处对应于黑密 度值D的x光曝光量为,则对应于黑密度值Dz的x光曝光量I:=(fz/t)?I.由于点21 与点2具有同样黑密度值D.因此其曝光量也为,!,而点3与2l处于同一空问位置,其曝光 量之比等于曝光时间之比.因此,点3处黑密度值对应的曝光量则为I:【如/t1)?I:一 /t.)?,..类推可得到对应于点4处对应于黑密度值D的曝光量为I一(f/t.).由此 便得到了5FW胶片对X光的相对响应曲线.以上对应于同,张胶片上记录两幅光谱网情况 对于同一张胶片上三到四幅光谱图情况.可按同样方法处理,将得到更多数据点.由此得到 对应波长分别为1.47nm和4.59nm处的相对响应曲线实验结果. 二…,一 .?....,_..II1.1_____I_【lrf..._.I_______________L 第4期扬家敏等:5FW软X光胶片响应在同步辐射源上的宴验标定133 3与理论计算结果的比较 为能用实验标定的相对响应曲线与5FW胶片的理论计算绝对响应曲线进行比较,实验 标定的相对响应曲线的横坐标应乘上一归一化因子,转化成绝对曝光量,该归一化因子, 可通过相对响应曲线与绝对理论计算响应曲线进行最佳拟合得到.对波长分别为1.47nm和 4.59nm处实验标定结果与理论计算响应曲线的比较见图4,其中图4a中不同符号的实验点 代表不同发次的标定实验结果. X—rayexposure/photo-m一X—rayexposure/photo?m a-X—rayl"gth:1.】ii~ll;b.X…rayLlLugth:.j9n[I1 Fig.4ComparisonofexperimentaIresponseresuhsofsoftX—rayfilm5FWto X--raywiththeoreticresponseCllrVes 图45FW鞋X光眭片对x光的响应特性的实验结果与理,它曲线的比较 4讨论 从翻4中看到:5FW胶片响应曲线在x光波长为1.47nm和4.59nm处的实验标定结果 与理论计算曲线符合较好,进一步检验了5FW胶片响应曲线理论模型及参数的可靠性.对 5FW软x光的响应曲线,本轮在同步辐射源上标定实验结果与上轮在同步辐射源上利用透 射光栅作分光元件标定的结果比较:在波长为459nm跗近(上次为4.49rim),两次用不同方 法标定结果基本一致.且都与理论计算曲线符合较好.证明在4.59nm附近jFw胶片响应曲 线的两次实验标定结果是可靠的;而在波长为1.j7nm附近(上次波长1.33nm).两次标定结 果不一致其原因可能是由于上次实验标定中所用多层镜2d为12.4nm,在进行1.33nm波 长处响应曲线标定时,多层镜掠入射角较小(约6.2o),存在多层镜全反射x光本底.而在进 行4.49nm波长处响应曲线标定时多层镜掠入射角较大(约21.),基本不存在多层镜全反射x 光本底.在本次实验中,由于所用多层镜2d为7.6nm,在进行1.47nm和45Sum波长处响 应曲线标定时,掠入射角都较大'分别为11.2和37.2.),不存在多层镜全反射X光率底,多 层镜出射X光为较干净的单色X光,同时.从图4a中也看到在1_47am波长处本轮实验中 ,在1.47rim波长处本轮标定结果较可靠 几次实验标定结果比较一致.因此 5FW胶片响应曲线实验标定中,光学黑密度的误差主要来源于以下几方面:黑密度扫描 图中黑密度的读数误差(包括jFw胶片本底).数据处理方法带来的黑密度值误差和5FW胶 片冲洗条件不完全重复带来的黑密度值误差.其中黑密度读数误差小于0.05D;数据处理中, 由于光谱罔上黑密度值随空问变化较大,引起的黑密度取值误差约为005D;而5FW胶片冲 洗条件不重复带来的黑密度值误差,需进行专门的实验研究才能给出.但从图1}a中不同次实 g言口等id0 134强激光与粒子柬第9卷 驻标定结果可以估计,本轮5FW胶片响应曲线实验标定中,光学黑密度值的总误差小于0 2D. 5结论 通过本轮5FW胶片响应在同步辐射源上的实验标定,在X光渡长为1.47nm和4.59nm 处都获得了与5FW胶片响应曲线理论模型计算比较一致的结果,检验了5FW胶 片响应理论 模型及参数可靠性但由于实验结果只是相对响应曲线,实际上,只对5FW胶片响 应理论模 型中部份参数进行了有效检验,该理论模型计算结果用于处理光强相对强度比值 是可靠的, 用于处理绝对x光能谱的可靠性还需进行5FW胶片绝对响应曲线的实验标定进 一步检验. 致谢本工作得到棱蚜理与化学研究所七室唐道诱l研究员的支持一于燕宁在 5FW腔片黑密度扫描中也培予了帮助,在 此一井表示感谢 参考文献 1EidmannK.Ki,~himocoT.l_LairdtParticleBeams-1986,4(3,4):521 2张启仁,坷安等.惯性约束聚变与强激光拄术中国物理研究院,19g4,84 3栖隶敏,易荣清等.强激光与粒子束,1995—8(2):269 4栖家敏,丁耀南等光学,1997—17(51599 5范品忠,李跃韩等中国激光,1995,22t8):584 EXPERIMENTALCALIBRATIoNoFRESPONSECURVESFoR SoFTX—RAYFILM5FW0NSYNCHRoTRoNRADIATIoN YangJiamin,YiRongqing,ChenZheniln,SunKexu,LiChaoguang,DingYaone~n,andZhengZhijian InstituteofNuclearPhysicsandChemestry.CAEP,P.0.Box525,Chengdu,610003 CuiMingqi,ZhuPeiping—andCuiCongwu InstituteHighEnergyPhysics,ChineseAcademyofScte~we,BeOing,100039 ABSTRACTAnexperimentalmethodofresponse?vecatibrationforsoftX— rayfilm5FWonsyn— chrotr0nradiati.nsourceisintroducedRelativeexperimentalresponsecHrvesforfilm5FWt oX—raywith wavelengthsof1.47nmand4.59nmhavebeenobtained,respectivelyTheexperimentalresul tsarecompared withthetheorefica【curves KEYWORDSsynchrotronradiationSOUt'Ce.softX—rayfilm5FW,responsecurve
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