中科院西安光機所研製出國內首個光陰極X射線管

2020-09-05 科學網

作者：張行勇

近日，中國科學院西安光機所光電子學研究室聯合該所條紋相機工程中心，研製出國內首個光陰極X射線管。該光陰極X射線管出射X射線強度可調，能量範圍寬（1keV～100keV），脈衝寬度窄（可達皮秒量級），該技術成功打破其他國家技術壟斷。

傳統的X射線管採用熱陰極方式發射電子，電子再被高壓電場加速轟擊金屬靶產生X射線。由於熱陰極X射線管能耗高、電子束流強度與脈衝寬度調製困難，在某些特殊應用領域受到了極大限制。

而在光陰極X射線管中，電子發射單元由傳統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，將信息通過調製加載至X射線脈衝上並向外發送。實際上仍然是一種利用電磁波的通信手段，與微波通信、雷射通信等傳統通信方式本質上並無不同。但X射線頻率更高，單光子能量更大，當將其應用於空間通信時，對理論建模、核心元器件都提出了新的要求。

「可以預見，空間X射線通信不僅僅是對微波與雷射通信的補充，在複雜的空間環境與特殊應用場合中，更是對傳統通信方式顛覆性的替代。」該項目研發負責人趙寶升研究員介紹，X射線通信帶來了傳統微波與雷射通信所不具備的優點，如X射線通信可以在電磁屏蔽環境下正常工作，可望用於超高速飛機通信和飛行器返回地球時進入黑障區的通信。

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