[發明專利]基于微孔薄膜的可調控X射線贗熱光源

有效

• 申請號: 201110129449.4
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102325421A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 喻虹;韓申生;沈夏
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H05G2/00
• 分類號: H05G2/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及X射線源，特別是一種基于微孔薄膜的高亮度可調控X射線贗熱光源，它可作為X射線源應用于X射線強度關聯成像領域。

背景技術

在強度關聯成像應用中，一個重要的問題是需要獲得可探測的熱光場。針對熱光的相干時間短，現有的光探測器無法測出熱光漲落的瞬時強度，Martienssen等人在1964年發明了一種連續式贗熱光源[見W.Martienssen?and?E.Spiller，“Coherence?and?Fluctuations?in?Light?Beams”，American?Journal?of?Physics?32，8(1964)]。2006年，為了克服連續式贗熱光源不滿足真實熱光場的交叉譜純度條件等問題，中國科學院上海光學精密機械研究所的韓申生等人發明了一種高亮度脈沖式贗熱光源(發明專利號ZL200710036968.X)。這種高亮度脈沖式贗熱光源的贗熱光場的熱漲落，具有很長的相干時間，能被有限通頻帶的光電探測系統真實記錄，且不受所使用光電探測系統的通頻帶的影響，滿足真實熱光場的交叉譜純度條件，可用于強度關聯成像研究領域。但上述的贗熱光源是采用激光器照射毛玻璃獲取贗熱散斑，只能適用于可見光波段，對于X射線而言，其波長范圍、光束性質、以及與物體相互作用過程與可見光都是有本質區別的：

1、X射線無類似可見光波段激光器的實用相干光源，X射線相干時間(皮秒量級)遠遠小于現有探測器的響應時間(納秒量級)；

2、X射線波長短，具有很高的穿透性，沒有合適的空間變換調制元件，不能采用毛玻璃散射效應獲取贗熱散斑。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服上述在先技術的缺陷，提供一種基于微孔薄膜的高亮度可調控X射線贗熱光源，該X射線贗熱光源的相干時間和分辨率(散斑尺度)可調控，具有X波段適用、高分辨率、高亮度、可調控和穩定性好的特點，能應用于X射線強度關聯成像領域。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于微孔薄膜的高亮度可調控X射線贗熱光源，包括置于防輻射外殼中的單色X射線產生系統和贗熱X射線調控腔兩部分，其特征在于：

<1>所述的單色X射線產生系統由同軸的振蕩器、白光狹縫、雙晶單色器構成，所述的贗熱X射線調控腔由同軸的可調狹縫組、微孔薄膜及其運動控制器、X射線出射窗構成；

<2>所述的贗熱X射線調控腔的微孔薄膜固定于微孔薄膜運動控制器上，所述的贗熱X射線調控腔的微孔薄膜上具有大量隨機分布的微孔，其孔徑范圍為0.1至1微米；可調狹縫組和微孔薄膜運動控制器固定在同一底盤上；

<3>所述的贗熱X射線調控腔的可調狹縫組包括水平方向狹縫和垂直方向狹縫，其狹縫寬度調節范圍為0至20mm，狹縫組到微孔薄膜的距離隨狹縫寬度的增大而增大。

所述的單色X射線產生系統的振蕩器產生的熱X射線經自由空間傳播，在白光狹縫處被限束后進入雙晶單色器，經雙晶單色器單色化后成為單色X射線。

所述的單色X射線產生系統產生的單色X射線，經過贗熱X射線調控腔內的可調狹縫組后穿透微孔薄膜，在微孔薄膜后方衍射形成X射線散斑，其水平和垂直方向的散斑尺度δx和δy與可調狹縫組的狹縫寬度d_x和d_y滿足關系式：

δx=zdxl,]]>δy=zdyl,]]>

式中，l為振蕩器到微孔薄膜的距離，z為微孔薄膜到探測處的距離。

所述的贗熱X射線調控腔內的微孔薄膜運動控制器，可以控制微孔薄膜在垂直于光路的方向平移或旋轉，從而獲得動態的X射線散斑，由X射線出射窗出射后即為X射線贗熱光場，其相干時間由微孔薄膜的運動間隔決定。

本發明與在先技術贗熱光源相比，主要有以下幾方面的優點：