[發(fā)明專利]一種基于精密針孔的局域輻射流測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710407489.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107085233B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝旭飛;劉慎業(yè);杜華冰;陳進(jìn)文;任寬;侯立飛;李三偉;李志超;郭亮;楊冬;蔣曉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): G01T1/29
• 分類號(hào): G01T1/29
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長(zhǎng)明;韓志英

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于精密針孔的局域輻射流測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)中的黑腔置于開(kāi)孔玻璃光闌的前方，黑腔的激光注入孔發(fā)射的X光通過(guò)開(kāi)孔玻璃光闌、瞄準(zhǔn)節(jié)、精密針孔，再穿過(guò)開(kāi)孔熒光板上的限孔到達(dá)平響應(yīng)XRD探測(cè)器的靈敏面，產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)；精密針孔和開(kāi)孔熒光板上的限孔限制瞄準(zhǔn)區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)輻射流局域化精密測(cè)量。本發(fā)明不需對(duì)精密針孔和開(kāi)孔透鏡進(jìn)行精密裝配，瞄準(zhǔn)裝調(diào)方便靈活，增加了系統(tǒng)的可靠性及工程可行性。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)黑腔內(nèi)部特定區(qū)域產(chǎn)生的輻射流的時(shí)間分辨測(cè)量，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于X光探測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于精密針孔的局域輻射流測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，空間分辨輻射流測(cè)量系統(tǒng)具有時(shí)間分辨、空間分辨、可定量化測(cè)量、可多角度測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，在激光慣性約束核聚變領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?；卺樋?透鏡組件和平響應(yīng)XRD探測(cè)器的空間分辨輻射流探測(cè)設(shè)備，可提供黑腔內(nèi)部局部區(qū)域絕對(duì)輻射流時(shí)間演化信息，理論上可分辨黑腔內(nèi)不同區(qū)域產(chǎn)生的輻射流，可為黑腔能量學(xué)研究提供高時(shí)間精度和空間精度的細(xì)致數(shù)據(jù)，名稱為《黑腔內(nèi)部指定區(qū)域輻射流直接測(cè)量》（Direct?measurement?of?x-ray?flux?for?a?pre-specified?highly-resolved?regionin?hohlraum，Kuan?Ren,?Shenye?Liu,?Lifei?Hou?et?al.?Optics?Express，2015，23(19)，240938.）的文章對(duì)其基本原理進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

現(xiàn)有技術(shù)中的空間分辨輻射流測(cè)量系統(tǒng)采用復(fù)合式針孔-透鏡組件，將精密針孔粘貼在開(kāi)孔透鏡中心位置，但由于開(kāi)孔透鏡可見(jiàn)光光軸與X光光軸不同軸，導(dǎo)致系統(tǒng)瞄準(zhǔn)調(diào)節(jié)十分復(fù)雜；因系統(tǒng)使用時(shí)每發(fā)次均需更換成像板，導(dǎo)致系統(tǒng)軸線存在晃動(dòng)，瞄準(zhǔn)穩(wěn)定性較差；此外，由于系統(tǒng)離線調(diào)節(jié)時(shí)水平放置，而在線測(cè)量時(shí)需豎直放置，導(dǎo)致針孔和限孔的相對(duì)位置因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重力發(fā)生變化，離線調(diào)試不能為在線測(cè)量提供參考。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)中空間分辨輻射流測(cè)量系統(tǒng)可見(jiàn)光光軸與X光光軸不同軸、系統(tǒng)瞄準(zhǔn)困難、瞄準(zhǔn)穩(wěn)定性差的不足，本發(fā)明提供一種基于精密針孔的局域輻射流測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明能夠用于開(kāi)展局域X光輻射流測(cè)量，增加系統(tǒng)的可靠性及工程可行性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的基于精密針孔的局域輻射流測(cè)量系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，所述的測(cè)量系統(tǒng)包括開(kāi)孔玻璃光闌、瞄準(zhǔn)節(jié)、精密針孔、開(kāi)孔透鏡、CMOS相機(jī)、開(kāi)孔熒光板、平響應(yīng)XRD探測(cè)器、信號(hào)衰減器、示波器、采集計(jì)算機(jī)。所述的開(kāi)孔玻璃光闌、精密針孔、開(kāi)孔透鏡、開(kāi)孔熒光板、平響應(yīng)XRD探測(cè)器的中心依次設(shè)置在同一條光路上。所述的平響應(yīng)XRD探測(cè)器、信號(hào)衰減器、示波器、采集計(jì)算機(jī)依次電連接。所述CMOS相機(jī)與光路成一夾角，用于觀測(cè)開(kāi)孔熒光板上的圖像。黑腔置于開(kāi)孔玻璃光闌的前方，黑腔的激光注入孔發(fā)射的X光通過(guò)開(kāi)孔玻璃光闌、瞄準(zhǔn)節(jié)、精密針孔，再穿過(guò)開(kāi)孔熒光板上的限孔到達(dá)平響應(yīng)XRD探測(cè)器的靈敏面，產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)，脈沖電流信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)衰減器衰減至示波器的量程范圍內(nèi)，并由采集計(jì)算機(jī)采集。開(kāi)孔熒光板上的限孔周圍區(qū)域記錄的X光圖像用于確定平響應(yīng)XRD探測(cè)器測(cè)得輻射流的來(lái)源區(qū)域。

所述的CMOS相機(jī)與光路之間的夾角范圍為20度-40度。

所述的精密針孔與開(kāi)孔透鏡的中心間距小于60?mm。

所述的開(kāi)孔玻璃光闌的截止波長(zhǎng)為450?nm。

所述的精密針孔的直徑為100?um、長(zhǎng)度為100?um，精密針孔的兩端面圓孔直徑差小于5?um。

所述的瞄準(zhǔn)節(jié)的焦距為500?mm。

所述的精密針孔的材料采用鎳鈷合金。

作為本發(fā)明的優(yōu)選：精密針孔和開(kāi)孔透鏡分開(kāi)放置并進(jìn)行準(zhǔn)直調(diào)節(jié)，可避免開(kāi)孔透鏡的光學(xué)軸與精密針孔的幾何軸不重合的問(wèn)題。