激光慣性約束聚變實驗過程中有一個重要因素常常是決定實驗成敗的關(guān)鍵,即在加速壓縮過程中發(fā)生靶球表面的R2T流體動力學(xué)不穩(wěn)定性,引起這種不穩(wěn)定性最直接的原因就是表面缺陷的存在。在加速過程中,如果缺陷增長的足夠大,就會引起不對稱內(nèi)爆甚至于使球殼破裂而導(dǎo)致實驗失敗;在內(nèi)爆減速期粗糙的內(nèi)表面也會變得流體動力學(xué)不穩(wěn)定,進(jìn)一步的R2T不穩(wěn)性增長削弱了內(nèi)爆最后的對稱性并會混淆推動劑及燃料界面,降低了燃燒效率進(jìn)而阻止點火。因此,用于ICF實驗的靶球在內(nèi)外表面要求有很好的粗糙度。原子力顯微鏡(AFM)作為一種新型高精度的表面形貌測量工具近年來被運用于靶球表面粗糙度的測量與分析。它能以納米量級的精度繪出靶球表面粗糙度的定量分析結(jié)果。由于原子力顯微鏡一次測量的范圍非常有限,因而為了能對靶球整個4Π表面粗糙度實行監(jiān)測,我們研制了匹配于AFM的確定靶丸4Π定位搓動裝置,它可以將靶丸在水平和垂直方向上實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。用該裝置我們可以用原子力顯微鏡AFM對靶丸表面任一局部進(jìn)行掃描,從而可以對靶丸表面的整體形貌作出精確評價。有力地推動了靶丸的研制工作。

借助4Π旋轉(zhuǎn)裝置,我們用AFM對目前研制的各型靶丸進(jìn)行了隨機(jī)抽樣測量,結(jié)果列于表l,其中內(nèi)表面是將小球壓碎或切開后測量碎片后得到的。由表中所列數(shù)據(jù)說明幾點問題:其一,玻璃球與PS塑料球的外表面的粗糙度比較接近,其中氘代塑料球比玻璃球及普通的PS塑料球要好一些;其二,塑料球的內(nèi)表面粗糙度要比玻璃球好得多,提高了約一個數(shù)量級;其三,我們自制的玻璃球外表面粗糙度略差于俄制玻璃球。玻璃球表面一般呈現(xiàn)細(xì)微的顆粒狀,大小從零點幾到幾個微米,而塑料球局部顯得比較光滑,但從較大范圍來看,有一些緩慢的起伏。另外,自制玻璃球的一部分表面存在較大的包塊,塑料球有一些存在氣泡孔的結(jié)構(gòu),這些結(jié)果可以為制球工藝的改進(jìn)和材料配方的研究服務(wù)。

蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)30多項，研發(fā)的多款產(chǎn)品被評為高新技術(shù)產(chǎn)品，并通過CE、ISO9001、SGS認(rèn)證。公司的核心研究方向為光、機(jī)、電、算一體化的微納米檢測設(shè)備、先進(jìn)的醫(yī)療儀器。飛時曼作為國內(nèi)自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司，其主要產(chǎn)品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewRa-AFM、光學(xué)原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewOp-AFM、教學(xué)型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學(xué)型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業(yè)型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發(fā)的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。