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X 射线自由电子激光（XFEL）脉冲时间诊断技术常用于实验站附近 XFEL

脉冲和配套激光的相对到达时间探测，是飞秒级 XFEL 泵浦探测实验的重要辅

助技术，为 XFEL 和激光泵浦探测实验中两种脉冲对准提供参考信号。随着

XFEL 向高重频、短脉冲发展，对时间诊断中的诊断频率、泵浦样品和分辨率

提出了更高的要求。该技术通过泵浦探测和光学互相关实现，当 XFEL 脉冲入

射高带宽半导体样品瞬间，导致样品复折射率突变，使 XFEL 到达时间编码于

突变空间。本文基于空间编码和光谱编码两种方法，研发设计了 XFEL 单脉冲

到达时间诊断装置；并通过 Beer’s 吸收理论和原子散射理论对 X 射线与样品作

用过程进行模拟，研究了该过程中 X 射线吸收与折射率突变的响应程度，完善

了样品的分析选择模型；对光谱编码中的啁啾脉冲调制进行分析，得到色散介

质和脉冲本征参数对诊断分辨率的影响。该研究对 XFEL 脉冲到达时间诊断装

置的应用具有指导意义。