[實用新型]一種基于雙光路的X射線成像探測裝置

有效

• 申請號: 201921767116.2
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN210863592U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 黎剛;王艷萍;張杰;易棲如;姜曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所;中國科學院北京綜合研究中心
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

本實用新型涉及一種基于雙光路的X射線成像探測裝置，屬于X射線成像技術領域，解決了現有技術中單光路大視場成像對相機像素數要求高的問題。該裝置包括預處理組件、物鏡、分光鏡、第一管鏡、第二管鏡、第一相機和第二相機，所述第一管鏡和第二管鏡的結構參數相同，所述第一相機和第二相機的芯片尺寸及分辨率相同；攜帶樣品信息的X射線垂直入射預處理組件，被吸收、轉化為攜帶樣品信息的可見光圖像，所述攜帶樣品信息的可見光圖像發出的光線被物鏡放大后經分光鏡分光，再分別經第一管鏡和第二管鏡聚焦至第一相機和第二相機，得到雙光路探測圖像。本實用新型通過設計雙光路成像降低了對相機高像素數的要求。

技術領域

本實用新型涉及X射線成像技術領域，尤其涉及一種基于雙光路的X射線成像探測裝置。

背景技術

透鏡耦合X射線間接成像探測器具有亞微米至微米尺度的空間分辨能力，目前幾乎所有的同步輻射成像線站都裝配有該類型的探測器系統。各線站配置的探測器，使用的透鏡系統中顯微鏡頭的像方視場大多為26mm，對于放大倍數為2X、10X、20X的顯微系統來說，能觀測到的物方視場大小分別為13mm、2.6mm和1.3mm。在使用高倍物鏡時，只能觀測到較小的物方視場。為了在高分辨大視場條件下實現對大樣品的觀測，需要研制具有較大視場的顯微鏡頭并配備與顯微鏡頭像方視場直徑相對應的可見光相機芯片。

目前國內已經研制出大視場顯微鏡頭以及與其對應的高像素數可見光相機。在兩者合理配備的基礎上，利用單光路成像可以實現大視場、高分辨率的樣品探測。但可見光相機像素數目的提高，也增加了探測裝置的成本，同時高像素相機幀頻減小，限制了成像速率。

現有技術存在以下缺點，一是高像素相機成本高，增加了探測裝置的成本；二是成像速率降低、耗時長，浪費了同步輻射X射線光源。

實用新型內容

鑒于上述的分析，本實用新型旨在提供一種基于雙光路的X射線成像探測裝置，用以解決現有基于單光路的大視場X射線成像裝置對相機像素數要求高、成本高的問題。

本實用新型的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種基于雙光路的X射線成像探測裝置，包括預處理組件、物鏡、分光鏡、第一管鏡、第二管鏡、第一相機和第二相機，所述第一管鏡和第二管鏡的結構參數相同，所述第一相機和第二相機的芯片尺寸及分辨率相同；攜帶樣品信息的X射線垂直入射預處理組件，被吸收、轉化為攜帶樣品信息的可見光圖像，所述攜帶樣品信息的可見光圖像發出的光線被物鏡放大后經分光鏡分光，再分別經第一管鏡和第二管鏡聚焦至第一相機和第二相機，得到雙光路探測圖像。

進一步的，所述預處理組件位于所述物鏡的物方焦平面，且所述物鏡的光軸垂直于所述預處理組件。

進一步的，所述物鏡的光軸垂直于所述第一管鏡的光軸，并與第二管鏡的光軸位于同一直線上。

進一步的，所述分光鏡為半反射半透射的分光棱鏡。

進一步的，所述分光鏡與所述物鏡的光軸、第一管鏡的光軸和第二管鏡的光軸夾角均為45°。

進一步的，所述第一相機和第二相機的芯片分別位于第一管鏡和第二管鏡的像方焦平面，第一相機芯片的中心與第一管鏡的光軸右側存在偏移，第二相機芯片的中心與第二管鏡的光軸下側存在偏移。

進一步的，偏移的距離由物鏡物方視場大小以及物鏡和管鏡對可見光圖像的放大倍數確定，所述偏移的距離為：

其中，f₁為物鏡的焦距、f₂為第一管鏡和第二管鏡的焦距，D為物鏡像物方視場的直徑。

進一步的，所述第一相機芯片和第二相機芯片尺寸大于物鏡物方視場尺寸的