內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，用于X射線源的多能段二維圖像測(cè)量，包括順序設(shè)置的前置濾片、KB顯微鏡、多層膠片和CCD；所述KB顯微鏡使用兩組雙周期多層膜疊加作為X射線反射材料；所述多層膠片為多層單面涂層的X射線膠片的疊加。本發(fā)明的高空間分辨多能段成像系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝調(diào)，使用方便的特點(diǎn)，避免了多通道測(cè)量帶來(lái)的視角因子差別問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)多能段的圖像測(cè)量，并能獲得空間分辨優(yōu)于3μm的二維圖像。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)?nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光聚變研究領(lǐng)域、X光顯微成像領(lǐng)域和X光光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在慣性約束聚變(ICF)研究中，內(nèi)爆壓縮的最終階段形成的熱斑區(qū)域的狀態(tài)對(duì)判斷燃料壓縮狀態(tài)至關(guān)重要，是聚變?nèi)剂宵c(diǎn)火判定的依據(jù)。對(duì)內(nèi)爆壓縮芯部狀態(tài)的診斷一直是ICF研究的核心任務(wù)。芯部的狀態(tài)主要由溫度和密度表征。在對(duì)密度和溫度的測(cè)量中，目前常用的方法為特征譜線測(cè)量法，通常在芯部摻雜少量的中高Z元素，以增強(qiáng)芯部的發(fā)射強(qiáng)度，通過(guò)測(cè)量芯部發(fā)射譜線的強(qiáng)度比來(lái)推斷芯部的溫度，利用譜線的形狀來(lái)推斷芯部的密度。但是內(nèi)爆壓縮芯部的溫度具有一定的空間分布，在中心溫度高，芯部邊緣溫度低，密度則相反。而特征譜線測(cè)量給出的是空間平均的溫度和密度，沒(méi)有溫度和密度的梯度信息，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入分析以及校核理論模擬程序非常不利。
[0003]為了獲得溫度和密度的梯度信息，需要使用具有空間分辨的多能點(diǎn)診斷系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。目前，能夠?qū)崿F(xiàn)空間分辨的多能點(diǎn)診斷系統(tǒng)包括針孔陣列成像系統(tǒng)和多通道X射線顯微鏡系統(tǒng)。其中，針孔陣列成像系統(tǒng)利用小孔成像原理，各個(gè)針孔使用不同的濾片組合，實(shí)現(xiàn)不同能段的二維成像，具有簡(jiǎn)易方便的優(yōu)點(diǎn)，但其收光效率與空間分辨相互制約，同時(shí)靶碎片會(huì)對(duì)針孔板造成破壞，因此實(shí)際應(yīng)用有限；而多通道X射線顯微鏡系統(tǒng)，使用多組X射線顯微鏡，每一組X射線顯微鏡鏡面反射能點(diǎn)不同，同時(shí)配不同的濾片，從而實(shí)現(xiàn)不同能段的二維成像，但是這種多通道X射線顯微鏡系統(tǒng)研制難度大，調(diào)試和使用的技術(shù)要求很高，同時(shí)各個(gè)通道間的視角因子差別無(wú)法避免，因而實(shí)際使用中受到很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)門(mén)控分幅技術(shù)在空間分辨方面的缺點(diǎn)，提供一種內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，用于X射線源的多能段二維圖像測(cè)量，包括順序設(shè)置的前置濾片、KB顯微鏡、多層膠片和CCD ;所述KB顯微鏡使用兩組雙周期多層膜疊加作為X射線反射材料；所述多層膠片為多層單面涂層的X射線膠片的疊加。
[0006]所述前置濾片具有低能截止特性，并且能夠保護(hù)KB顯微鏡不受到X射線源產(chǎn)生的等離子體的損壞。
[0007]所述的前置濾片的材料選自C、Be或聚對(duì)二甲苯。
[0008]所述兩組雙周期多層膜中，一組為高能反射雙周期多層膜，鍍制于KB顯微鏡的鏡面基底上，另一組為低能反射高能透射雙周期多層膜，鍍制于高能反射雙周期多層膜上。
[0009]所述的雙周期多層膜的材料選自W/C、W/B4C、Cr/C、V/B4C或W/Si。
[0010]所述的高能反射雙周期多層膜的材料為W/C，所述的低能反射高能透射雙周期多層膜的材料為Cr/C。
[0011]所述多層膠片的層數(shù)為2?4層。
[0012]所述多層膠片的層數(shù)為兩層。
[0013]所述C⑶采用型號(hào)為SIlOOO的(XD，像素陣列為4kX4k。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本發(fā)明使用一組KB顯微鏡作為成像器件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝調(diào)，并能夠獲得空間分辨優(yōu)于3 μ m的高質(zhì)量信號(hào)圖像。
[0016]2、本發(fā)明使用兩組雙周期多層膜作為X射線反射材料，配合多層膠片及X光CCD系統(tǒng)，能夠在單一光路中實(shí)現(xiàn)多能段的二維圖像測(cè)量，避免了多通道測(cè)量帶來(lái)的視角因子差別問(wèn)題。
[0017]3、本發(fā)明使用多層膠片，可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求調(diào)整膠片的參數(shù)和性能，使用方便。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為發(fā)明中兩組雙周期多層膜的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明中前置濾片的透過(guò)率、KB顯微鏡的反射率和多層膠片中使用的單面涂層X(jué)射線膠片的透過(guò)率曲線。
[0021]圖4為本發(fā)明中成像系統(tǒng)獲得的X射線源多能段空間分布圖像。
[0022]圖中，I為X射線源，2為前置濾片，3為KB顯微鏡，4為多層膠片，5為CXD。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)圖1，配合參見(jiàn)圖2、圖3、圖4，本發(fā)明的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其工作能段為lkeV-8keV。該成像系統(tǒng)應(yīng)用于輻射驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆自發(fā)射的X射線測(cè)量，其光路示意圖如圖1所示，包括:X射線源1、前置濾片2、KB顯微鏡3、多層膠片4和(XD5。由X射線源I產(chǎn)生的X射線經(jīng)過(guò)前置濾片2后，經(jīng)過(guò)KB顯微鏡3成像，所成的像穿過(guò)多層膠片4并在膠片上成像后，入射到CCD5上并成像。
[0024]本實(shí)施例中，X射線射源I為輻射驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆的黑腔X射線源；前置濾片2為鈹濾片；KB顯微鏡3使用的兩組雙周期多層膜為Cr/C和W/C，其剖面示意圖如圖2所示；多層膠片4使用2層單面涂層X(jué)射線膠片，(XD5采用型號(hào)為SI 1000的(XD，像素陣列為4kX4k。
[0025]本發(fā)明的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能段選擇的器件為前置濾片2、KB顯微鏡3和多層膠片4，前置濾片2的透過(guò)率、KB顯微鏡3的反射率和多層膠片4使用的單面涂層X(jué)射線膠片的透過(guò)率如圖3所示。相應(yīng)的，多層膠片4的兩層單面涂層X(jué)射線膠片，其靠近X射線射源I的一層膠片獲得圖像對(duì)應(yīng)能段為2keV?3.7keV，靠近(XD5的一層膠片獲得圖像對(duì)應(yīng)能段為3.2keV?3.7keV，(XD5記錄圖像的能段為7.8keV?8.3keV。
[0026]本發(fā)明的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)用于輻射驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆自發(fā)射X射線的測(cè)量，其一實(shí)施例的測(cè)量圖像如圖4所示。圖4中，a為實(shí)施例中獲得的能段為2.2keV?2.8keV的圖像，b為實(shí)施例中獲得的能段為3.2keV?3.7keV的圖像，c為實(shí)施例中獲得的能段為7.SkeV?8.3keV的圖像。上述圖像表明，本發(fā)明的高空間分辨多能段成像系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多能段的圖像測(cè)量，并能獲得空間分辨優(yōu)于3 μ m的二維圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，用于X射線源的多能段二維圖像測(cè)量，其特征在于:包括順序設(shè)置的前置濾片、KB顯微鏡、多層膠片和CCD ;所述KB顯微鏡使用兩組雙周期多層膜疊加作為X射線反射材料；所述多層膠片為多層單面涂層的X射線膠片的疊加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述前置濾片具有低能截止特性，并且能夠保護(hù)KB顯微鏡不受到X射線源產(chǎn)生的等離子體的損壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的前置濾片的材料選自C、Be或聚對(duì)二甲苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述兩組雙周期多層膜中，一組為高能反射雙周期多層膜，鍍制于KB顯微鏡的鏡面基底上，另一組為低能反射高能透射雙周期多層膜，鍍制于高能反射雙周期多層膜上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的雙周期多層膜的材料選自w/c、W/B4C、Cr/C、V/B4C或W/Si。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高能反射雙周期多層膜的材料為W/C，所述的低能反射高能透射雙周期多層膜的材料為Cr/C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述多層膠片的層數(shù)為2?4層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述多層膠片的層數(shù)為兩層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)爆芯部自發(fā)射診斷用多光譜顯微成像系統(tǒng)，其特征在于:所述CXD采用型號(hào)為SI 1000的(XD，像素陣列為4kX4k。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK103558238SQ201310557914
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】丁永坤, 曹柱榮, 鄧博, 董建軍, 黎宇坤 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心