[实用新型]一种X射线脉冲探测器测试标定光源的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光学领域，涉及一种X射线脉冲探测器，尤其涉及一种X射线脉冲探测器测试标定光源的装置。

可用于X射线脉冲探测器性能的测试标定,包括X射线光子的探测、光子到达时间的确定、脉冲轮廓的累积、探测器能量响应及灵敏度等指标的标定等。该方法及装置是持续深入开展X射线脉冲星导航关键技术研究及其工程实验的基础，同时未来可扩展至其它空间应用领域研究和工程实验。

背景技术

基于X射线脉冲星的自主导航是一种全新的前沿性技术，需要对其可行性和有效性进行全面验证和评估。在进行X射线脉冲星导航空间搭载试验和未来脉冲星导航系统应用之前，为了研究X射线脉冲星导航的相关关键技术，如X射线空间探测器的标定、脉冲相位的测量、脉冲到达时间的确定、导航算法的验证等，必须在地面构建实验装置，搭建实验系统，将空间试验所要进行的X射线光子的探测、光子到达时间的确定、脉冲轮廓的累积、定位精度的计算以及轨道控制等在地面均进行相关研究和实验。地面模拟实验是卫星导航研究的必要手段，相比于搭载实验，具有周期短、风险低、成本低等优势，可以为脉冲星导航探测器的研究及方案选择、性能比较，导航算法的研究及算法优劣的评估等提供测试分析平台，促进脉冲星导航的理论和实验的整体提升。空间X射线探测器对不同参数脉冲的响应性能是评价探测器的重要指标，脉冲星时间相位模型、导航定位算法对不同脉冲星参数的计算误差，与脉冲星自主导航的授时精度及定轨精度有密切的关系，因而必须首先建立X射线脉冲探测器测试标定光源。

中科院西安光机所盛立志等人实用新型了“一种用于X射线脉冲星导航的地面模拟方法及装置”(ZL201010140837.8)，该装置采用光学斩波器的方法产生脉冲X射线。该方法简单易行但存在不足，已在实用新型专利“一种任意波形X射线发生装置及产生方法”(201210087972.X)中进行了阐述和分析，并提出了高稳定任意波形X射线产生方法，为脉冲星导航地面模拟系统提供模拟光源。但该方法产生的X射线能谱与X射线管采用的阳极靶材和所加载的高压有关，或为该靶材的特征谱，或为连续谱，因而无法实现对X射线探测器能谱响应特性的标定。本实用新型克服了以上不足，可以产生任意脉冲形状的单能X射线光子流，以进行X射线脉冲探测器性能的测试标定。持续深入开展X射线脉冲星导航关键技术研究及其工程实验，解决现有X射线脉冲探测器测试标定光源的问题，本实用新型的目的是提供一种X射线脉冲探测器测试标定光源的方法及装置，

实用新型内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型提出了一种X射线脉冲探测器测试标定光源的装置。有效的克服了现有技术的不足，实现X射线脉冲探测器的测试标定。

本实用新型的技术解决方案是：一种X射线脉冲探测器测试标定光源的装置，其特殊之处在于：包括X射线脉冲产生系统及标准探测器标定系统；上述X射线脉冲产生系统生成X射线脉冲经标准探测器标定系统测试标定光源；

上述X射线脉冲产生系统包括沿脉冲路径上依次设置的柵控电子学系统、栅控X射线管、单能X射线产生腔室；还包括用于提供电源的电源系统；上述X射线脉冲产生系统当栅控电子学系统产生直流电信号时，整个光源系统工作于直流模式；当栅控电子学系统产生脉冲信号时，整个光源系统工作于脉冲模式；上述栅控X射线管与单能X射线产生腔室通过光阑连接；

上述栅控电子学系统包括用于提供高稳定度的时钟信号的时钟单元、用于存储产生的脉冲信号的数据的存储单元和用于产生电脉冲信号的波形产生单元；上述时钟单元分别与存储单元和波形产生单元相连，提供系统时钟；存储单元和波形产生单元相连，为波形产生单元提供波形数据；波形产生单元的输出作为栅控电子学系统的输出，与栅控X射线管相连；

上述电源系统包括为栅控电子学系统供电的栅极电源、为栅控X射线管阴极供电的灯丝电源和为栅控X射线管阳极供电的阳极电源；

上述单能X射线产生腔室内放置多种不同的金属材料以产生不同能量的X射线；

上述栅控X射线管产生的原级X射线脉冲经过光阑后入射至单能X射线产生腔室中，轰击放置的金属材料，从而产生该金属材料的特征X射线谱，通过切换不同的金属材料可以产生不同能量的X射线脉冲；

上述标准探测器标定系统包括X射线脉冲路径上依次设置的标准探测器、前置放大器、ADC、基于FPGA的数字脉冲处理及上位机。

本实用新型所具有的有益效果：

1.本实用新型的X射线光源采用一套桌面装置，可工作于三种工作模式，实现五个实验功能；