[發(fā)明專利]一種雙能成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810985232.5
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN109115808B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 儲(chǔ)根柏;于明海;趙永強(qiáng);何衛(wèi)華;稅敏;辛建婷;張?zhí)戾?/a>;吳玉池;席濤;谷渝秋;周維民;曹磊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04;G01N9/24;G01B15/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開了一種雙能成像方法及系統(tǒng)。該方法包括：將所述皮秒激光加載到金屬微絲上，產(chǎn)生微焦點(diǎn)、高亮度的高能X射線；根據(jù)所述高能X射線的能譜，選擇濾片和成像介質(zhì)組合；所述濾片和成像介質(zhì)組合包括兩個(gè)濾片和兩個(gè)成像介質(zhì)；所述濾片與所述成像介質(zhì)交叉排布；將所述高能X射線照射到金屬客體上，經(jīng)過濾片和成像介質(zhì)組合成像，得到金屬客體的雙能物理圖像。本發(fā)明的雙能成像具有高時(shí)空分辨、單發(fā)次成像等優(yōu)點(diǎn)，且僅需濾片和成像介質(zhì)組合即可成像，無需設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)，操作方便簡(jiǎn)潔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雙能成像領(lǐng)域，特別是涉及一種雙能成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

X射線成像廣泛應(yīng)用于慣性約束聚變和高能量密度物理研究領(lǐng)域，同時(shí)也是沖擊加載下物質(zhì)診斷的主要方式，多應(yīng)用于研究沖擊波傳播，表面動(dòng)態(tài)破碎過程及界面不穩(wěn)定性和混合等過程。已有廣泛的研究沖擊加載下低Z或中Z材料的物理過程，主要利用納秒激光產(chǎn)生的X射線，能點(diǎn)10keV。隨著對(duì)高Z材料研究的深入，高功率皮秒激光產(chǎn)生高能X射線對(duì)于開展此類研究很有必要。在這些研究中，X射線單能成像是主要的診斷方式，但單能點(diǎn)成像的動(dòng)態(tài)范圍有限，不適用于密度分布較廣的物理過程研究或含有多種元素的材料如合金等物理過程研究，需要發(fā)展雙能成像技術(shù)。

激光產(chǎn)生的X射線雙能成像通常很難實(shí)現(xiàn)，主要原因在于其能譜為線狀譜，其選能方式主要通過多層膜反射實(shí)現(xiàn)。所以雙能成像技術(shù)復(fù)雜，且較難開展物理實(shí)驗(yàn)研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙能成像方法及系統(tǒng)，其具有高時(shí)空分辨、單發(fā)次成像等優(yōu)點(diǎn)，且僅需濾片和成像介質(zhì)組合即可成像，無需設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)，操作方便簡(jiǎn)潔。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種雙能成像方法，所述方法包括：

將所述皮秒激光加載到金屬微絲上，產(chǎn)生微焦點(diǎn)、高亮度的高能X射線；

根據(jù)所述高能X射線的能譜，選擇濾片和成像介質(zhì)組合；所述濾片和成像介質(zhì)組合包括兩個(gè)濾片和兩個(gè)成像介質(zhì)；所述濾片與所述成像介質(zhì)交叉排布；

將所述高能X射線照射到金屬客體上，經(jīng)過濾片和成像介質(zhì)組合成像，得到金屬客體的雙能物理圖像。

可選的，所述高能X射線的源尺寸為10μm，能量為10keV-1MeV。

可選的，兩個(gè)所述濾片的厚度分別為0.5mm和1mm。

可選的，在所述將所述高能X射線照射到金屬客體上，經(jīng)過濾片和成像介質(zhì)組合成像，得到金屬客體的雙能物理圖像，之后還包括：

利用金屬臺(tái)階樣品的成像灰度標(biāo)定所述雙能物理圖像的面密度，獲得面密度數(shù)據(jù)。

可選的，所述利用金屬臺(tái)階樣品的成像灰度標(biāo)定所述雙能物理圖像的面密度，獲得面密度數(shù)據(jù)，具體包括：

獲取所述金屬臺(tái)階樣品的各臺(tái)階成像灰度值；

獲取所述金屬臺(tái)階樣品的各臺(tái)階的厚度；

擬合所述成像灰度值與所述厚度之間的關(guān)系，得到擬合曲線；

獲取所述雙能物理圖像的灰度值；

根據(jù)所述雙能物理圖像的灰度值以及所述擬合曲線，確定金屬客體的光學(xué)厚度；

根據(jù)所述金屬客體的光學(xué)厚度以及所述金屬客體的密度，計(jì)算所述面密度。

一種雙能成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

加載模塊，用于將所述皮秒激光加載到金屬微絲上，產(chǎn)生微焦點(diǎn)、高亮度的高能X射線；

選擇模塊，用于根據(jù)所述高能X射線的能譜，選擇濾片和成像介質(zhì)組合；所述濾片和成像介質(zhì)組合包括兩個(gè)濾片和兩個(gè)成像介質(zhì)；所述濾片與所述成像介質(zhì)交叉排布；