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水是地球上万物的命脉所在，水与生命息息相关。但是随着人类社会文明的不断发展，工业、农业、生活用水等各种污染层出不穷，对人类社会和动植物的成长都形成了不同程度的威胁。因此需要对及时对水体进行检测，查出潜在的水污染或污染源，及早的避免可能对人、生物及环境造成的损害。
等离子体一直是物理研究中非常重要的一个方向，涉及的研究方向包括：等温等离子体，燃烧，爆炸，LIBS，激光加工等等，并在工业领域具有广泛的应用场景。在涉及等离子体的一系列研究方向中，有一种普遍的需求，了解等离子体由何种成分构成，以及其如何随时间变化，及测试等离子体的关键参数：温度和自由电子、离子浓度。 为了收集此类信息，我们需要同时进行等离子成像和等离子体光谱测试。
时间分辨光谱广泛用于材料/相互作用的动态特性以及动力学过程分析，其应用涵盖激光与放电等离子体，燃烧与爆炸，光伏，光催化，原子分子动力学，化学反应动力学，生物医学，半导体材料载流子动力学等方向。传统的时间分辨光谱方法，或需要多次重复实验（如使用PMT类高速单点探测器或ICCD类快速门控探测器），或需要较高的成本（如分幅相机、条纹相机、高速线阵/面阵探测器等），且灵敏度、分辨率、动态范围比普通科研级光谱相机相距甚远。
眼睛是人类获取信息的主要来源，日常生活中百分之九十以上的信息都是通过视觉来获取的。但是人眼的时间分辨能力，只有二十四分之一秒，超快事件的发生过程，远远快于该时间尺度的时候，人类眼睛的能力是无法区分的。
近几年，研究者们开始研究原子及分子结构在100飞秒的时间尺度上随着时间的变化，而这正是原子震动的时间尺度。通过这种方法可以在原子尺度观察物理、化学以及生物过程中的时间变化。在这个新的方法中，X射线源、飞秒激光器以及X射线光学元件都需要用到。另外，如果没有一种新型的Kev能量范围的光子探测器，这个实验仍然无法实现。而采用集成了环形弯曲晶体的CCD可以对动态晶体衍射曲线进行同步测试。
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