[发明专利]一种防散射栅格及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防散射栅格及其制备方法，方法包括：根据每片栅格膜片与发射源的距离，计算每片栅格膜片上多个孔洞的孔间距及每个孔洞的孔径；根据每片栅格膜片上多个孔洞的孔间距及每个孔洞的孔径，确定每片栅格膜片上掩膜层的结构；根据确定的掩膜层的结构，在每片栅格膜片上镀设掩膜层；利用刻蚀方法刻蚀每片镀设掩膜层的栅格膜片；将每片刻蚀后的栅格膜片按照其与发射源的距离依次进行定位粘合，得到防散射栅格。本发明利用等离子刻蚀方法加工栅格膜片，通过增材制造方法在栅格膜片上制备具有特殊结构的掩膜层，克服了大幅面等离子刻蚀过程中刻蚀不均匀的问题，同时还避免了激光加工或机械加工带来的系统复杂度和加工误差叠加等问题。

技术领域

本申请涉及一种防散射栅格及其制备方法，属于光学元件技术领域。

背景技术

在高能成像过程中，发射源辐射的射线经过待测客体后，形成与发射源辐射的射线强度、频度和方向不同的散射射线。散射不但降低了闪光图像的对比度，还严重干扰了客体界面和密度信息的正确提取，是影响照相诊断精度的关键因素。

理论分析表明，精确研制的防散射栅格可大幅度降低散射，使成像平面上的散射影响忽略不计。高能成像过程中由于散射光子的平均能量较高，通常需要使用高密度、大原子序数重金属材料(如钨、钽等)制备厚度达数百毫米的栅格才能有效阻挡散射射线进入成像探测器。为了提高成像精度，防散射栅格密布指向发射源的孔洞，栅格上密布的孔洞并非直孔，而是有一定倾角的斜孔，同时，孔洞的孔径与孔间距大小随着与发散源距离的增加而增加。

防散射栅格采用的高密度大原子序数重金属材料通常具有密度高、硬度大、熔点高的特点，加工难度很大，采用传统的机械加工的方法无法完成；利用皮秒等激光加工的方法进行加工，为保证激光加工孔洞的精度，需将栅格分层为亚毫米级薄膜片，分别对每片膜片进行加工，由于每片栅格膜片孔洞数量多(数万至数十万个)，完成防散射栅格加工需耗时数十年，耗资巨大；增材制造技术具有成型速度快的特点，但其加工精度达不到防散射栅格的要求。美国LosAlamos国家实验室采用微型浇注加工技术耗时3年完成高精度制造的钨材料Bucky防散射栅格，于2007年在DARHT-I装置上进行实验，获得了“十分理想”的闪光图像，得到了均方根误差(rms)接近1％的密度测量精度，展现了十分诱人的应用前景。该技术工艺简单，但研制出的防散射栅格受技术参数限制，致密度低、精度差、加工成本高，从该实验室发布的组件透光率可以看出，Bucky防散射栅格边缘透光率(29％)仅为中心区域透光率(58％)的一半。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种防散射栅格及其制备方法，以解决现有防散射栅格制备方法所制备的防散射栅格存在的致密度低、精度差的技术问题。

本发明的防散射栅格的制备方法，包括：

根据每片栅格膜片与发射源的距离，计算每片栅格膜片上多个孔洞的孔间距及每个孔洞的孔径；

根据每片栅格膜片上多个孔洞的孔间距及每个孔洞的孔径，确定每片所述栅格膜片上的掩膜层的结构；

根据确定的掩膜层的结构，在每片所述栅格膜片上镀设掩膜层；

利用刻蚀方法刻蚀每片镀设掩膜层的所述栅格膜片；

将每片刻蚀后的栅格膜片按照其与发射源的距离依次进行定位粘合，得到防散射栅格。

优选地，根据每片栅格膜片上多个孔洞的孔间距及每个孔洞的孔径，确定每片所述栅格膜片上的掩膜层的结构，具体为：

每个所述掩膜层具有与所述栅格膜片上的孔洞对应的通孔；

每片所述栅格膜片包括易过刻区域、易欠刻区域和正常刻蚀区域；

位于易过刻区域的所述通孔，其最小直径小于与其对应的孔洞的孔径，其最大直径大于等于与其对应的孔洞的孔径；

位于易欠刻区域的所述通孔，其最小直径大于等于与其对应的孔洞的孔径。