[實用新型]一種空間分辨輻射流探測設備

有效

• 申請號: 201520699115.4
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN204989494U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 任寬;劉慎業;侯立飛;杜華冰;景龍飛;趙陽;楊志文;韋敏習;鄧克立;姚立;楊國洪;李三偉;江少恩;丁永坤
• 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: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

本實用新型屬于X射線探測領域，具體涉及一種空間分辨輻射流探測設備。

背景技術

激光驅動黑腔能夠將激光能量轉換成近普朗克軟X射線，而在間接驅動慣性約束聚變ICF中經常使用。這測量到的X射線能夠用來推導輻射溫度，輻射溫度是黑腔輻射源最重要的參數之一，也是探索激光與黑腔相互作用物理過程的基礎。然而黑腔內部特定區域（非光斑、光斑或靶丸）X射線輻射流的空間分辨探測是間接驅動ICF實驗中尚未解決并且很重要的問題。

而現有診斷設備存在著以下不足：1、由于一般黑腔注入口內徑小，約?800um，現有診斷設備有效探測面直徑為毫米量級，光斑區、非光斑區域以及靶丸區域所發出的X射線都同時被這些診斷工具所探測到。另一方面激光打在注入口邊沿產生的X射線仍然大量混雜在上述探測器的接收視場中。2、盡管X射線分幅相機、條紋相機能夠對X射線時、空演化進行診斷，但是它們都難以定量地測出X射線輻射流。而軟X光多道能譜儀（Dante）、CVD金剛石探測器和平響應X射線探測器F-XRD雖然都能夠測得輻射流的絕對量，但這些診斷工具又不具有空間分辨。

發明內容

為了克服現有技術中診斷設備不能同時進行時空分辨輻射流定量探測的不足，本實用新型提供一種空間分辨輻射流探測設備。

本實用新型的空間分辨輻射流探測設備，其特點是，所述的設備包括攝像頭和在光路上依次排列的針孔透鏡組件、限孔成像板、限孔板、平響應X射線探測器F-XRD。所述的針孔透鏡組件包括針孔板和環形透鏡，所述的針孔板嵌套在環形透鏡中部。所述的限孔成像板粘貼在限孔板上。所述針孔板上的針孔中心、限孔成像板的限孔中心、限孔板的限孔中心與平響應X射線探測器F-XRD的靈敏面中心在同一條光路直線上。黑腔置于針孔透鏡組件的前方。攝像頭視線與光路直線之間設置有一夾角，攝像頭用于實時監視限孔成像板上由環形透鏡對黑腔注入口所成的可見光像與限孔之間位置關系。

黑腔注入口發出可見光，經針孔透鏡組件中環形透鏡成像到限孔成像板上，確定限孔成像板限孔與黑腔的可見光像的位置關系。黑腔注入口發出的X射線穿過針孔透鏡組件中針孔后，X射線經過限孔成像板的限孔和限孔板的限孔，到達平響應X射線探測器F-XRD的靈敏面，引起平響應X射線探測器F-XRD響應，X射線能流由限孔對應于黑腔注入口內部分區域的輻射流，同時限孔成像板記錄黑腔注入口通過針孔透鏡組件中針孔所成X光像，這樣實現空間分辨的輻射流測量。

所述的環形透鏡主光軸垂直于所述的針孔板。

所述的攝像頭視線與光路直線之間的夾角范圍為20°~40°。

所述的針孔板上的針孔中心與環形透鏡主光軸距離為百微米量級及其以下。

所述的針孔板的針孔直徑小于或等于百微米量級。

所述的針孔板為厚度在20um~100um之間的鉭片。

所述的環形透鏡成像的物距、像距與針孔板針孔成像的物距、像距分別相同。

所述的限孔成像板的限孔與所述的限孔板的限孔大小相同。

所述的限孔成像板的限孔與限孔板的限孔直徑大于經理論計算的設備空間分辨率與針孔透鏡組件的針孔成像放大倍數的乘積，并小于所述黑腔注入口尺寸與針孔透鏡組件的針孔成像放大倍數的乘積，同時小于平響應X射線探測器F-XRD的靈敏面大小。

所述的限孔板厚度為20um~100um量級的鉭片。

所述的平響應X射線探測器F-XRD采用基于時間，經過絕對標定，在光子能量范圍0.1~4KeV平響應X射線探測器。

所述的黑腔為間接驅動慣性約束聚變中的常用黑腔。

所述的環形透鏡材料采用K9玻璃。

本實用新型有益效果是：

1.本實用新型能夠實現具有時間與空間分辨地X射線輻射流定量探測。

2.本實用新型的空間分辨達到100um量級及其以下。

3.本實用新型對X射線的探測不受激光打在注入口邊沿產生的額外X射線影響，具有廣闊應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型的空間分辨輻射流探測設備光路結構示意圖；

圖2為本實用新型的空間分辨輻射流探測設備中的針孔透鏡組件結構示意圖；

圖3為本實用新型的空間分辨輻射流探測設備瞄準過程中攝像頭采集的可見光圖像；

圖4為本實用新型的空間分辨輻射流探測設備在打靶實驗過程中限孔成像板記錄的X光圖像；