[發明專利]一種中性原子二維成像裝置及成像方法

在審

• 申請號: 202011502517.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112649886A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 宗秋剛;王永福;王玲華;鄒鴻;葉雨光;陳鴻飛;于向前;施偉紅;周率
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01V5/00
• 分類號: G01V5/00
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 高園園

1.一種中性原子二維成像裝置，其特征在于，包括：

衛星平臺，所述衛星平臺具有成像平面；

成像模塊單元，所述成像模塊單元設置在所述成像平面內，并且分布在所述成像平面的不同方向上，其中，所述成像模塊單元包括：

至少一個半導體探測器線陣列，每一個所述半導體探測器線陣列均包括由多個半導體探測器組成的半導體探測器條帶；以及

至少一個調制柵格，設置在至少一個所述半導體探測器線陣列的前方與所述半導體探測器線陣列具有間距D，并且與至少一個所述半導體探測器線陣列一一對應，所述調制柵格對入射的中性原子進行空間傅里葉變換，在所述成像平面內，所述成像模塊單元的調制柵格一側沿所述成像平面的法線方向朝向待測空間。

2.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述衛星平臺為三軸穩定平臺。

3.根據權利要求2所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述成像平面在0～180°范圍內沿所述成像平面的中心平均分為角度相同的n份，每一個角度對應一個方向，在每一個方向上放置一個所述成像模塊單元，其中n為大于1的自然數。

4.根據權利要求3所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，在所述成像平面內，第i個成像模塊單元的視場角度的中心角度為其中i＝1，……，n。

5.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述衛星平臺為繞自旋軸穩定自旋的自旋穩定平臺，所述衛星平臺的自旋周期為T。

6.根據權利要求5所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述成像平面在0～180°范圍內沿所述成像平面的中心平均分為角度相同的m份，每一個角度對應一個方向，在每一個方向上放置一個所述成像模塊單元，其中m為大于1的自然數。

7.根據權利要求6所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，將所述衛星平臺的自旋周期的1/2平均為k份，在第j個時間段，所述成像平面內的第i個成像模塊單元的視場角度的中心角度為其中i＝1，……，m，j＝1，……，k，k為大于1的自然數。

8.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述成像模塊單元的視場角度為10°。

9.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述調制柵格包括狹縫以及形成狹縫的柵格實條，所述半導體探測器條帶的延伸方向與所述調制柵格的狹縫的延伸方向一致，所述調制柵格包括多個柵格周期，每個所述柵格周期均包括z條狹縫，所述半導體探測器條帶的寬度為d，所述調制柵格的第y個狹縫的寬度w_y滿足如下關系：

10.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述成像模塊單元還包括設置在所述調制柵格前方的準直偏轉模塊，所述準直偏轉模塊包括準直器和偏轉板。

11.根據權利要求1所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，還包括前置放大器單元及主控和接口單元，其中，所述成像模塊單元、所述前置放大器及所述主控和接口單元之間電性連接；所述前置放大器單元讀取所述成像模塊單元的成像數據，并對所述成像數據進行放大。

12.根據權利要求8所述的中性原子成像儀，其特征在于，還包括數據處理單元，用于接收所述前置放大器傳輸的所述成像信號，并對所述成像信號進行處理、打包及壓縮存儲。

13.根據權利要求1～12中任意一項所述的中性原子二維成像裝置，其特征在于，所述成像模塊單元在所述成像平面內沿所述成像平面的中心呈放射狀分布。