High-contrast and high-resolution X-ray phase contrast imaging based on betatron sources driven by a laser wakefield accelerator
编号:174 访问权限:仅限参会人 更新:2026-04-23 16:47:36 浏览:3次 口头报告

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摘要
X-ray phase-contrast imaging (XPCI) provides superior sensitivity for the diagnosis of low-Z materials compared to absorption-based techniques. Betatron radiation generated by laser-wakefield accelerators, which offers high photon flux, ultra-short duration and relatively high spatial coherence, is a promising compact source for XPCI. So far, knowledge about how to control wakefield accelerator and realize high quality XPCI is still lacking. This study investigated the influence of gas pressure (plasma density) on betatron source characteristics and on the performance of propagation-based XPCI. Through particle-in-cell (PIC) and wave-optics simulations, we explore the relationship between gas pressure and imaging characteristics such as spatial resolution and brightness and find an optimal operation window. Experimental results confirm this optimal operation window at 40~45  psi (plasma density ~ 3-4×1018 cm^-3 ), with which a peak photon flux of  8 ×10^12   phs/sr  and a contrast of 20.32%  at the spatial resolution of 5 μm  are realized. This study demonstrates a pathway for the optimization of betatron-based XPCI, enabling synchrotron-comparable spatial resolution in a laboratory-scale setup and shows the potential of XPCI in ultrafast microscopic imaging applications.
 
关键词
Phase-Contrast Imaging,Betatron radiation source,Spatial Resolution,Wave-optic Simulation
报告人
思劼 樊
博士研究生 清华大学

稿件作者
思劼 樊 清华大学
家星 温 激光聚变研究中心
翰晟 叶 激光聚变研究中心
航 郭 上海光机所
思辛 吴 激光聚变研究中心
茂 彭 激光聚变研究中心
高杰 曾 上海光机所
祥军 向 国家工程物理交叉科学研究中心
涛 朱 机械制造工艺研究所
强 巩 机械制造工艺研究所
来 魏 机械制造工艺研究所
Shaoyi Wang Laser Fusion Reserch Center
Bo Zhang Research Center of Laser Fusion
Yuchi Wu Laser Fusion Research Center
Xianfeng Shen 机械制造工艺研究所
Shuke Huang 机械制造工艺研究所
松 李 中国科学院上海光学精密机械研究所
文涛 王 中国科学院上海光学精密机械研究所
Zhentian Wang Tsinghua University
Wenhui Huang Tsinghua University
Zongqing Zhao Laser Fusion Research Center
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重要日期
  • 05月12日

    2026

    会议日期

  • 04月15日 2026

    初稿截稿日期

主办单位
等离子体物理全国重点实验室
厦门大学
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