A compact online proton spectrometer for diagnosis of picosecond intense-laser accelerated protons

用于诊断皮秒强激光加速质子的紧凑型在线质子能谱仪

引文

滕杰、单丽清、朱本、邓志光、何世康、袁志强、齐文、王红莲、魏红、严永辉、黄红、张德坤、王文伟、易天、张凤、余明辉、杨丽、卢凤、杨正辉、张本、崔本、田成、周坤宁、吴永昌、苏建强、……顾永强（2023）。用于诊断皮秒强激光加速质子的紧凑型在线质子光谱仪。 AIP Advances, 13(11), 115008. https://doi.org/10.1063/5.0171418

关键词

  • 质子能谱仪
  • CMOS平板探测器
  • 皮秒强激光
  • 电磁脉冲 (EMP)
  • 闪烁体屏幕
  • 光纤平板 (FOP)
  • 激光驱动离子加速
  • 汤姆逊抛物线能谱仪 (TPS)
  • 能谱
  • 转换效率
  • Geant4 蒙特卡罗模拟
  • 星光三号激光装置
  • CsI闪烁体
  • DRZ-high Gd2O2S闪烁体
  • GAGG(Ce)闪烁体

简介

本文研制了一种基于CMOS平板探测器的紧凑型在线质子能谱仪，用于安全高效地测量质子能谱。

摘要

本文介绍了一种用于测量强皮秒激光加速质子能量的在线质子能谱仪的新型设计。该能谱仪采用CMOS平板探测器，由闪烁体屏幕、光纤板（FOP）和CMOS传感器组成。闪烁体屏幕将质子能量转换为可见光，可见光由FOP收集，然后由CMOS传感器检测。铝制外壳保护系统免受激光与等离子体相互作用产生的强电磁脉冲（EMP）的影响。

研究人员分析了三种闪烁体屏幕（CsI、DRZ-high Gd2O2S和GAGG(Ce)）的探测器响应。结果表明，与仅使用CMOS传感器相比，该方法在探测皮秒激光加速质子方面更为有效。该能谱仪在星光三号激光装置上进行了测试，有效屏蔽了EMP，并使用不同的闪烁体记录了质子信号。使用厚度为 50 μm 的 GAGG 闪烁体，系统的空间分辨率主要取决于入口针孔的尺寸以及针孔、质子源和探测器之间的距离。研究表明，使用更薄、量子产率更高的闪烁体和更薄的铝箔可以进一步提高对低能质子的探测效果。

来源：https://www.semanticscholar.org/paper/A-compact-online-proton-spectrometer-for-diagnosis-Teng-Shan/2e5a8feee62d28894a180d1830afcc8fa3e429a0

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