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[發明專利]微掃描時空分辨測量系統有效

專利信息
申請號: 201310556482.4 申請日: 2013-11-11
公開(公告)號: CN103560066A 公開(公告)日: 2014-02-05
發明(設計)人: 曹柱榮;鄧博 申請(專利權)人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
主分類號: H01J31/50 分類號: H01J31/50
代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 代理人: 楊元焱
地址: 621900 四川省綿*** 國省代碼: 四川;51
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摘要:
搜索關鍵詞: 掃描 時空 分辨 測量 系統
【說明書】:

技術領域

發明涉及超高速成像技術中的門控分幅技術,尤其涉及一種微掃描時空分辨測量系統。

背景技術

超高速成像是人類探索未知世界的重要工具。某種程度上,成像技術水平可以決定物理認識的層次。在同一系統下實現高時間分辨和高空間分辨的多維度照相方法,可以為探索超快物理過程、等離子體物理演化、天體演化、生物動力學研究等領域提供關鍵的實驗觀測手段。當前超高速成像技術中,主要有兩種技術實現途徑:一種是條紋掃描技術,這種技術能夠實現一維時間分辨和一維空間分辨;另一種是門控分幅技術,它是目前能夠提供二維空間分辨,同時能夠實現時間分辨的唯一技術手段。

門控分幅技術的原理是通過電脈沖選通陰極微帶線,實現X光的門控照相,之后通過像增強器電子增益獲得足夠亮度的瞬態圖像。因為既具有時間分辨能力,又可實現二維成像,在激光聚變、等離子體物理、快點火以及天體物理中獲得廣泛應用。但是在成像過程中,由X光輻照微帶線產生的光電子在電場的作用下,撞擊像增強器的微管內壁產生二次電子,二次電子有一定的發射角,在通過微孔時,不同發射角的二次電子運行軌跡不同,因而渡越時間也不同,這種渡越時間的彌散大幅降低了時間分辨,制約了門控分幅技術的應用。

發明內容

本發明的目的,就是為了克服現有門控分幅技術在空間分辨方面的缺點,提供一種微掃描時空分辨測量系統。

為了達到上述目的,本發明采用了以下技術方案:一種微掃描時空分辨測量系統,用于X射線源的高時空分辨二維圖像測量,包括高壓電源和選通脈沖發生器,還包括微掃描變像管,該微掃描變像管包括圓盤形法蘭、同軸連接器、PCB基板、熒光屏、無增益微通道板、陰極微帶線、外置增強器和可見光CCD;同軸連接器安裝在圓盤形法蘭上;PCB基板緊貼并固定于圓盤形法蘭的外端面;熒光屏夾持于圓盤形法蘭的中心開口內;無增益微通道板夾持于PCB基板的中心開口內,其外表面與PCB基板的外表面齊平;陰極微帶線鍍制于無增益微通道板和PCB基板的外表面,其終端與同軸連接器連接;外置增強器緊貼熒光屏的內側面放置;可見光CCD緊貼外置增強器的內側面放置。

所述高壓電源為脈沖高壓電源,輸出脈沖波形為方波。

所述的選通脈沖發生器輸出的選通脈沖為斜坡高壓脈沖。

所述的無增益微通道板整體呈圓形,其中的各微管的開口形狀為方形。

所述的陰極微帶線等間距的鍍制于PCB基板和無增益微通道板的外表面。

所述熒光屏與無增益微通道板之間設有0.2mm-1mm的間距。

所述熒光屏與無增益微通道板之間設有0.6mm的間距。

與現有技術相比,本發明具有以下的優點和特點:

1.本發明的測量系統使用無增益微通道板對光電子進行選通,出射的光電子渡越時間小,能夠大幅提升系統的時間分辨,同時出射光電子的發散角小,能夠提升系統的空間分辨。

2.采用本發明的測量系統,光電子經歷斜坡電壓加速后具有較高的能量,由此可以很好的與噪聲區別,獲得良好信噪比輸出和高的動態范圍。

3.采用本發明的測量系統,斜坡高壓脈沖在陰極微帶線上傳輸的損耗小,信號響應的一致性好。

附圖說明

圖1為本發明微掃描時空分辨測量系統中的微掃描變像管的結構示意圖。

圖2為圖1中的柔性PCB板、無增益微通道板和陰極微帶線的組合示意圖。

圖3為單個微管的掃描原理圖。

圖4為斜坡高壓脈沖的波形前沿示意圖。

圖中所示,1為PCB基板,2為陰極微帶線,3為無增益微通道板,4為熒光屏,5為外置增強器,6為可見光CCD,7為圓盤形法蘭,8為同軸連接器,9為斜坡高壓脈沖,10為微管,11為方波脈沖。

具體實施方式

參見圖1,配合參見圖2、圖3、圖4,本發明的微掃描時空分辨測量系統,其工作能段為0.1keV-10keV。該測量系統包括高壓電源、選通脈沖發生器和微掃描變像管。其中,微掃描變像管的結構示意圖如1所示,包括PCB基板1、陰極微帶線2、無增益微通道板3、熒光屏4、外置增強器5、可見光CCD6、圓盤形法蘭7和同軸連接器8。

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