[发明专利]一种用于强激光条件下的X射线针孔相机及安装调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像领域，特别涉及到一种用于强激光条件下的X射线针孔相机及安装调节方法，是一种可用于强激光辐照高背景噪声条件下的高温等离子体X射线成像的掠入射X射线针孔相机。

背景技术

X射线针孔相机是高温等离子体成像诊断中重要的诊断设备之一，广泛应用于高温稠密激光等离子体相关的各种研究中。X射线针孔相机通过对待测等离子体进行自发光成像，可以获得诸如激光焦斑形状、温度分布、尺寸、轮廓等信息，对于定性了解激光聚焦状态和等离子体状态具有重要意义。

传统X射线针孔相机是基于小孔成像原理的，工作原理及光路如附图1所示。物上发出的光线经过针孔板上的针孔后进入针孔相机内部，透过滤片后被接收器记录。由于只有经过针孔的光能够进入针孔相机内部并且被接收器记录（其它的光被针孔板挡掉了），因此接收器上记录的是待测物倒立放大的像，并且具有较好的信噪比。

激光打靶产生的高温稠密等离子体会产生很强的自发辐射，自发辐射包含了全波段的连续谱和一些特征分离谱。自发辐射，特别是X射线波段的自发辐射强烈的受等离子体温度、密度等因素影响，因此从X射线自发辐射的成像中可以获得等离子体的部分信息，进而给出激光聚焦情况、温度分布等情况的定性结果。传统X射线针孔相机尽管简单，在激光等离子体实验中实际应用效果良好，被广泛采用。

随着超短超强激光技术的发展，激光辐照功率密度大幅提高，可以达到10¹⁸Wcm^-2，甚至超过10²⁰Wcm^-2。在这些强激光的条件下，传统X射线针孔相机遇到了困难，不再有效。如图1所示，传统X射线针孔相机只有经过针孔的光能够进入针孔相机内部并且获得较高信噪比的成像，而其它的光都被针孔板挡掉了。但随着激光功率密度的增加，在打靶过程中，自发辐射中原本并不显著的高能 g 射线成分大幅增加。这些高能 g 射线对于材料具有很强的穿透能力，能够完全透过传统X射线针孔相机的针孔板、滤片、甚至金属外壳。如图2所示，从物上发出的X射线，仍然会按照传统X射线针孔相机小孔成像原理，在接收器形成倒立放大的像；但此时大量的高能 g 射线完全无视“针孔”的存在，直接透过针孔板、滤片进入接收器被记录。高能 g 射线由于是直接传播到接收器上，因此不会产生待测物的像，而只会形成均匀分布的背景噪声。当高能 g 射线足够强，背景噪声足够大，就会淹没掉X射线的小孔成像，从而使得传统X射线针孔相机完全失效。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于强激光条件下的X射线针孔相机及安装调节方法，本发明为可用于强激光条件下高温等离子体成像的掠入射X射线针孔相机，本发明的掠入射式X射线针孔相机在标准X射线针孔相机的基础上进行改进，有效地消除了强激光条件下超强 g 射线的影响，使得X射线针孔相机可以完好应用于强激光条件下高温稠密等离子体的成像。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于强激光条件下的X射线针孔相机，该针孔相机包括针孔板、针孔座外壳、前通光筒、掠入射镜室、后通光筒，底片室、底片盒、滤片框、滤片、底片、二维调节激光座、半导体激光器和二维调节架，在所述底片室的外侧固定设置二维调节激光座，在二维调节激光座上与底片室相对应的一侧安装半导体激光器，在二维调节激光座和底片室的光轴位置均开有供调节激光通过的通孔；所述二维调节激光座上包括调节激光方向的调节机构，该调节机构在结构上与标准二维反射镜架相同，可分别实现俯仰和左右两维转动调节功能；