[发明专利]一种二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统

说明书

本发明公开了一种二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统，用于对黑腔内辐射流的空间分布及其时间演化过程进行高精密诊断。黑腔内部发出的X射线先由针孔成像到变像组件的透射式平响应X射线光电阴极上，光电阴极将X射线转化为电子，电子再由变像组件成像到分幅相机的微带上，电子经过分幅相机的选通倍增作用后，在荧光屏上输出具有时间分辨和二维空间分辨的图像，图像经过光纤面板的传输后由图像记录系统记录储存。通过记录的图像可获得黑腔内辐射流的空间分布及其时间演化过程。本发明的二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统的时间分辨可达150ps，空间分辨可达10μm量级。本发明的辐射流诊断系统具有二维空间分辨，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于激光聚变研究领域和X射线探测领域，具体涉及一种二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统。

背景技术

在激光惯性约束聚变研究中，对黑腔辐射流的精密诊断历来是十分重要的研究内容。随着研究的进一步深入，科学家们发现除了需要对黑腔辐射流的总量进行探测外，还需要进一步对黑腔内辐射流的空间分布及其时间演化过程进行高精密诊断，这对于检验理论模型和程序以及最终实现点火都十分关键。通常，采用软X光多通道能谱仪（Dante）[E. L.Dewald, K. M. Campbell, R. E. Turner, et al. Rev.Sci.Instrum. 75, 3759(2004).]、平响应X射线探测器（F-XRD）[Zhichao Li, Xiaohua Jiang, Shenye Liu, etal. Rev.Sci.Instrum. 81, 073504 (2010).]和限孔型F-XRD[Kuan Ren, Shenye Liu,Huabing Du, et al. Rev.Sci.Instrum. 86, 103112 (2015).]实现对黑腔辐射流的诊断，但这些诊断系统无空间分辨，只能给出黑腔辐射场的整体辐射流随时间的变化过程或者是黑腔辐射场中某一固定位置的辐射流的变化过程，没有办法诊断出黑腔内各个位置辐射流的空间变化过程。后来，中国专利文献库公开了一种针孔配平响应X光条纹相机的辐射流诊断系统（201710012101.4），但条纹相机只具有沿着阴极方向的一维空间分辨，这种辐射流诊断系统只能给出黑腔内某一维方向上的辐射流的时空演化过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统。

本发明的二维空间分辨的黑腔辐射流诊断系统，其特点是：所述的辐射流诊断系统包括沿水平方向顺序排列的针孔板、变像组件、分幅相机；

所述的针孔板上设置有针孔阵列；

所述的变像组件包括沿水平方向顺序排列的光电阴极、加速极、聚焦极和阳极；所述的光电阴极为透射式平响应X射线光电阴极；

所述分幅相机包括沿水平方向顺序排列的MCP、荧光屏、光纤面板、图像记录系统；所述的MCP上有微带，微带位于变像组件的像面位置；

黑腔内部发出的X射线先由针孔板上的针孔阵列成像到变像组件的光电阴极上，光电阴极将X射线转化为电子，电子再由加速极、聚焦极与阳极成像到分幅相机的微带上，电子经过分幅相机的选通倍增作用后，在荧光屏上输出具有时间分辨和二维空间分辨的可见光图像，可见光图像经过光纤面板的传输后由图像记录系统记录储存。

所述的针孔板材料为钽片，钽片的厚度大于等于20μm。

所述针孔阵列中针孔的个数大于等于1，针孔的直径范围为10μm~30μm。

所述的分幅相机的时间分辨小于等于150ps，空间分辨小于等于100μm。