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水是地球上萬物的命脈所在，水與生命息息相關。但是隨著人類社會文明的不斷發(fā)展，工業(yè)、農業(yè)、生活用水等各種污染層出不窮，對人類社會和動植物的成長都形成了不同程度的威脅。因此需要對及時對水體進行檢測，查出潛在的水污染或污染源，及早的避免可能對人、生物及環(huán)境造成的損害。
等離子體一直是物理研究中非常重要的一個方向，涉及的研究方向包括：等溫等離子體，燃燒，爆炸，LIBS，激光加工等等，并在工業(yè)領域具有廣泛的應用場景。在涉及等離子體的一系列研究方向中，有一種普遍的需求，了解等離子體由何種成分構成，以及其如何隨時間變化，及測試等離子體的關鍵參數(shù)：溫度和自由電子、離子濃度。 為了收集此類信息，我們需要同時進行等離子成像和等離子體光譜測試。
時間分辨光譜廣泛用于材料/相互作用的動態(tài)特性以及動力學過程分析，其應用涵蓋激光與放電等離子體，燃燒與爆炸，光伏，光催化，原子分子動力學，化學反應動力學，生物醫(yī)學，半導體材料載流子動力學等方向。傳統(tǒng)的時間分辨光譜方法，或需要多次重復實驗（如使用PMT類高速單點探測器或ICCD類快速門控探測器），或需要較高的成本（如分幅相機、條紋相機、高速線陣/面陣探測器等），且靈敏度、分辨率、動態(tài)范圍比普通科研級光譜相機相距甚遠。
眼睛是人類獲取信息的主要來源，日常生活中百分之九十以上的信息都是通過視覺來獲取的。但是人眼的時間分辨能力，只有二十四分之一秒，超快事件的發(fā)生過程，遠遠快于該時間尺度的時候，人類眼睛的能力是無法區(qū)分的。
近幾年，研究者們開始研究原子及分子結構在100飛秒的時間尺度上隨著時間的變化，而這正是原子震動的時間尺度。通過這種方法可以在原子尺度觀察物理、化學以及生物過程中的時間變化。在這個新的方法中，X射線源、飛秒激光器以及X射線光學元件都需要用到。另外，如果沒有一種新型的Kev能量范圍的光子探測器，這個實驗仍然無法實現(xiàn)。而采用集成了環(huán)形彎曲晶體的CCD可以對動態(tài)晶體衍射曲線進行同步測試。
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