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中科院科学家研制出国内首个光阴极X射线管

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中科院科学家研制出国内首个光阴极X射线管

发布日期:2020-09-01 作者: 点击:

近日,中国科学院科学家团队——西安光学精密机械研究所光电子学研究室科研人员联合条纹相机工程中心,研制出国内首个光阴极X射线管。该光阴极X射线管出射X射线强度可调,能量范围宽(1keV~100keV),脉冲宽度窄(可达皮秒量级)。

X射线通信,顾名思义,就是将X射线作为载波,将信息通过调制加载至X射线脉冲上并向外发送。实际上仍然是一种利用电磁波的通信手段,与微波通信、激光通信等传统通信方式本质上并无不同。但X射线频率更高,单光子能量更大,当将其应用于空间通信时,对理论建模、核心元器件都提出了新的要求。

传统的X射线管采用热阴极方式发射电子,电子再被高压电场加速轰击金属靶产生X射线。由于热阴极X射线管能耗高、电子束流强度与脉冲宽度调制困难,在某些特殊应用领域受到限制。而在光阴极X射线管中,电子发射单元由传统的热阴极改为对光敏感的光阴极,出射X射线的强度和时间特性由调制光信号的特征决定。因此,光阴极X射线管的响应速度得到提升。


光阴极X射线管


X射线通信带来了传统微波与激光通信所不具备的优点:X射线通信可以在电磁屏蔽环境下正常工作,不仅可望用于超高速飞机通信和飞行器返回地球时进入黑障区的通信,还将为未来复杂条件下的空天一体化战争提供通信安全保障。可以预见,空间X射线通信不仅仅是对微波与激光通信的补充,在复杂的空间环境与特殊应用场合中,更是对传统通信方式颠覆性的替代。

未来,利用该技术可望实现通信速率Gbps量级的空间X射线通信应用,同时可应用在医学动态CT、辐射定标和闪烁体余辉测量等领域,对相关学科的交叉融合与持续发展产生推动作用。

来源:中国科学院


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关键词:光阴极X射线管,X射线管

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