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深度解讀

中科院西安光機所研制出國內(nèi)首個光陰極X射線管

來源:中國科學(xué)報2020-08-28 我要評論(0 )   

近日,中國科學(xué)院西安光機所光電子學(xué)研究室聯(lián)合該所條紋相機工程中心,研制出國內(nèi)首個光陰極X射線管。該光陰極X射線管出射X射線強度可調(diào),能量范圍寬(1keV~100keV),...

 

近日,中國科學(xué)院西安光機所光電子學(xué)研究室聯(lián)合該所條紋相機工程中心,研制出國內(nèi)首個光陰極X射線管。該光陰極X射線管出射X射線強度可調(diào),能量范圍寬(1keV~100keV),脈沖寬度窄(可達皮秒量級),該技術(shù)成功打破其他國家技術(shù)壟斷。

傳統(tǒng)的X射線管采用熱陰極方式發(fā)射電子,電子再被高壓電場加速轟擊金屬靶產(chǎn)生X射線。由于熱陰極X射線管能耗高、電子束流強度與脈沖寬度調(diào)制困難,在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域受到了極大限制。

而在光陰極X射線管中,電子發(fā)射單元由傳統(tǒng)的熱陰極改為對光敏感的光陰極,出射X射線的強度X射線通信,顧名思義,就是將X射線作為載波,將信息通過調(diào)制加載至X射線脈沖上并向外發(fā)送。實際上仍然是一種利用電磁波的通信手段,與微波通信、激光通信等傳統(tǒng)通信方式本質(zhì)上并無不同。但X射線頻率更高,單光子能量更大,當將其應(yīng)用于空間通信時,對理論建模、核心元器件都提出了新的要求。

“可以預(yù)見,空間X射線通信不僅僅是對微波與激光通信的補充,在復(fù)雜的空間環(huán)境與特殊應(yīng)用場合中,更是對傳統(tǒng)通信方式顛覆性的替代?!痹擁椖垦邪l(fā)負責人趙寶升研究員介紹,X射線通信帶來了傳統(tǒng)微波與激光通信所不具備的優(yōu)點,如X射線通信可以在電磁屏蔽環(huán)境下正常工作,可望用于超高速飛機通信和飛行器返回地球時進入黑障區(qū)的通信。


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