一種透射式軟x光帶通成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，用于高空間分辨的軟X射線（0.1keV~1.5keV）帶通成像，其成像器件包括：成像針孔、濾片、微通道板和X光感應器件。由光源產(chǎn)生的X光經(jīng)過成像針孔后獲得一幅光源的寬光譜空間分布圖像，圖像依次穿過濾片和微通道板后，入射到X光感應器件獲得圖像。由于微通道板具有透射式的高能截止特性，結合濾片在軟X射線能段的吸收邊結構，能夠實現(xiàn)軟X光能段的帶通成像。
【專利說明】一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及X光成像領域和X光譜診斷領域，具體涉及一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在慣性約束聚變研究中，通過軟X光能段(0.1ke疒1.5keV)信號圖像的測量，能夠進行輻射源、激光焦斑、熱波燒蝕軌跡等一系列實驗的研究，對于黑腔物理、內(nèi)爆物理、輸運物理等物理研究具有重要的意義。隨著物理研究的不斷深入，寬光譜的信號圖像測量已無法滿足物理分析的要求，具有譜分辨的成像技術變得尤為重要。
[0003]通常，具有譜分辨的成像技術包括:利用濾片實現(xiàn)的軟X光高通成像技術、利用平面反射鏡實現(xiàn)的軟X光低通成像技術以及利用濾片和平面反射鏡組合實現(xiàn)的平面反射鏡式軟X光帶通成像系統(tǒng)。
[0004]其中，平面反射鏡式軟X光帶通成像系統(tǒng)應用較為廣泛，其原理為:利用針孔成像原理、濾片的低能截止特性和平面反射鏡的高能截止特性，將濾片和平面反射鏡放置于針孔成像的光路中，對信號進行選能來實現(xiàn)帶通成像。其中，為了實現(xiàn)平面反射鏡的高能截止特性，信號采用掠入射形式入射平面鏡，即入射光束與平面反射鏡法線的夾角大于80°。在這種工作方式下，一方面，要求平面反射鏡的反射面足夠大，才能獲得物面的完整圖像，這就使得系統(tǒng)的占用立體角較大，增加了整個系統(tǒng)的復雜性；另一方面，入射光束與平面反射鏡兩端邊界的夾角差異較大，反射率差別較大，使得成像區(qū)域不同位置的能譜一致性較差，這對于輻射源大小、空間分布的判讀非常不利；此外，平面鏡的結構與裝配會引入較多的不確定性，角度敏感性也對標定和應用提出很高的精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有平面反射鏡式軟X光帶通成像方法帶來的一系列問題，本發(fā)明提出了一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特點是:所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，將具有透射式高能截止特性微通道板和在0.1ke疒1.5keV能段的吸收邊結構的濾片放置于成像光路中，實現(xiàn)軟X光帶通成像。
[0007]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特點是:所述的系統(tǒng)中的輻射源發(fā)出X光經(jīng)過成像針孔，得到一幅輻射源的X光分布圖像，X光分布圖像分別穿過在0.1keV-l.5keV能段具有明顯的吸收邊結構的濾片和具有透射式高能截止特性的微通道板，在500eV能點獲得IOOeV帶寬的窄帶X光圖像，窄帶X光圖像由X光感應器件記錄。
[0008]所述的成像針孔中孔的大小為10um_15um。
[0009]所述的濾片的材料選自C、V、T1、Fe、Cu、N1、Zn或Cr中的一種。
[0010]所述的微通道板整體結構為圓形薄片，其單個微管的開口形狀為方形。
[0011]所述的X光感應器件為X光CXD。[0012]所述的X光感應器件為X光膠片。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1.該器件能夠直接放入光路中，X光信號采用垂直入射方式入射，避免了反射鏡式帶通方法使用的掠入射方式帶來的診斷立體角過大的問題。
[0014]2.正入射方式使得微通道板中心與邊緣相對于入射光的夾角差異為入射光束與平面反射鏡兩端邊界夾角的差異的二分之一，減小了反射率的差別。
[0015]3.微通道板緊貼X光感應器件安裝，無需用于安裝和調整平面反射鏡的支撐裝置，解決了反射鏡式帶通方法系統(tǒng)較為復雜的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為平面反射鏡式軟X光帶通成像方法的光路示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例1中的應用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)的光路不意圖；
圖3為本發(fā)明實施例1中的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的信號圖像；
圖4為本發(fā)明實施例2中四通道透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)的光路示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例2中2*2濾片陣列和微通道板構成的透過率曲線。
【具體實施方式】
[0017]圖1為平面反射鏡式軟X光帶通成像方法的光路示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例1中的應用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)的光路示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例1中的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的信號圖像。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例2中四通道透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)的光路示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明實施例2中2*2濾片陣列和微通道板構成的透過率曲線。
[0022]圖f 4中包括:輻射源1、成像針孔2、濾片3、平面反射鏡4、X光CXD 5、微通道板6、2*2成像針孔陣列7和2*2濾片陣列8。
本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其技術方案為:利用微通道板的透射式高能截止特性，將微通道板放置于成像光路中，配合濾片在0.1ke疒1.5keV能段的吸收邊結構，實現(xiàn)軟X光帶通成像。
[0023]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其成像器件包括:成像針孔、濾片、微通道板和X光感應器件。實際使用中，由光源產(chǎn)生的X光經(jīng)過成像針孔后獲得一幅光源的寬光譜空間分布圖像，圖像依次穿過濾片和微通道板后，入射到X光感應器件獲得帶通圖像。
[0024]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，使用的成像針孔大小為10um-15um。
[0025]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，使用的濾片的材料選自C、V、T1、Fe、Cu、N1、Zn 或 Cr o
[0026]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其整體結構為圓形薄片，其單個微管的開口形狀為方形。[0027]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，使用的X光感應器件為X光電耦合器件(Charged-Couple Device:CCD)。
[0028]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，使用的X光感應器件也可以為X光膠片。
[0029]對于目前常用的平面反射鏡式軟X光帶通成像方法，其光路示意圖如圖1所示。可以看出，由于X光采用了掠入射的方式入射平面反射鏡，X光CCD 5未處于輻射源I與成像針孔2所成的直線上，增大了診斷系統(tǒng)的立體角；同時，系統(tǒng)需要有用于安裝和調整平面反射鏡的支撐調節(jié)裝置，結構復雜；此外，入射光束與平面反射鏡兩端邊界的夾角差等于輻射源相對于針孔的張角大小。
[0030]本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其光路圖如圖2所示?？梢钥闯?，微通道板能夠直接放入光路中，X光信號采用垂直入射方式入射，診斷立體角?。煌瑫r，微通道板緊貼X光感應器件安裝，結構簡單，此外，入射光束與微通道板的中心和邊緣的夾角差為輻射源相對于針孔的張角大小的二分之一，反射率的差別小。
[0031]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
[0032]實施例1應用于輻射源激光打擊點光斑測量的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng) 本實施例的應用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其
光路示意圖如圖2所示，包括:輻射源1、成像針孔2、濾片3、微通道板6和X光CXD 5。
[0033]成像針孔2位于輻射源I和X光CXD 5的中心連線上，濾片3和微通道板6位于成像針孔2與X光CXD 5之間，微通道板6緊貼X光CXD 5表面。濾片3為V濾片；成像針孔2直徑為10um，制作于20um厚度的鉭片中心。
[0034]本實施例中，由輻射源I發(fā)出的X光經(jīng)過成像針孔2，獲得一幅輻射源I的X光分布圖像，圖像穿過濾片3和微通道板6后，由于V濾片在500eV有吸收邊結構，結合微通道板的高能截止特性，能夠在500eV能點獲得IOOeV帶寬的窄帶X光圖像，之后由X光CXD 5記錄。
[0035]本實施例的應用于黑腔輻射源激光打擊點光斑測量的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，獲得的信號圖像如圖3所示，該圖像表明，本發(fā)明的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)能夠用于輻射源的帶通測量，并能獲得高空間分辨信號圖像。
[0036]實施例2四通道透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)
本實施例的四通道透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，位置排布與實施例1類似，其光路示意圖如圖4所示，包括:輻射源1、2*2成像針孔陣列7、2*2濾片陣列8、微通道板6和X光CXD
5。輻射源I通過2*2成像針孔陣列7，獲得4幅圖像，經(jīng)過2*2濾片陣列8和微通道板6，成像到X光CXD 5上。
[0037]本實施例中，2*2濾片陣列7使用的濾片分別為C、T1、Fe和Cu,每個通道配置不同的濾片，從而得到不同能段的測量信號圖像。各個濾片與微通道板配合獲得的帶通曲線如圖5所示。可以看出，本實施例的四通道透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，能夠獲得四個不同能段的帶通圖像，各個通道的能譜寬度小于150eV。圖5中，實線為微通道板與Ti濾片構成的帶通曲線，虛線為微通道板與Cu濾片構成的帶通曲線，點劃線為微通道板與C濾片構成的帶通曲線，點線為微通道板與Fe濾片構成的帶通曲線。
[0038]本實施例中其它參數(shù)與實施例1相同。
[0039]以上所述只是本發(fā)明的示范性實施方式，而非限制本法名的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍由所附的權利要求確定。
【權利要求】
1.一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，將具有透射式高能截止特性微通道板和在0.1ke疒1.5keV能段的吸收邊結構的濾片放置于成像光路中，實現(xiàn)軟X光帶通成像。
2.一種透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的系統(tǒng)中的輻射源(I)發(fā)出X光經(jīng)過成像針孔(2)，得到一幅輻射源(I)的X光分布圖像，X光分布圖像分別穿過在0.1keV-l.5keV能段具有明顯的吸收邊結構的濾片(3)和具有透射式高能截止特性的微通道板(6 )，在500eV能點獲得IOOeV帶寬的窄帶X光圖像，窄帶X光圖像由X光感應器件記錄。
3.根據(jù)權利要求2所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的成像針孔(2)中孔的大小為10um_15um。
4.根據(jù)權利要求2所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的濾片(3)的材料選自C、V、T1、Fe、Cu、N1、Zn或Cr中的一種。
5.根據(jù)權利要求2所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的微通道板(6)整體結構為圓形薄片，其單個微管的開口形狀為方形。
6.根據(jù)權利要求2所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的X光感應器件為X光CXD。
7.根據(jù)權利要求6所述的透射式軟X光帶通成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的X光感應器件為X光膠片。
【文檔編號】G03B42/02GK103631081SQ201310667957
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】曹柱榮, 鄧博 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心