1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
提出采用球面弯曲晶体作为透射式成像器件的硬X射线成像系统,其基本结构是一个具有各向同性的X射线点源和一个球面Laue透射晶体,该结构能够解决常用反射式晶体结构不易实现能量在8 keV及以上的硬X射线成像的难题。在成像系统中,X射线由微小点源辐射,经过置于球面晶体前面的成像网格物体后,由α-石英球面晶体透射,最后成像于晶体后方的检测器面上。讨论了球面透射晶体获取不同放大倍率图像的成像机理,利用射线追迹程序设计透射成像系统进行仿真。模拟结果表明,所提结构能够实现二维空间分辨成像。铜靶X射线管背光成像实验也证明实验结果与理论分析具有一致性。
光学学报
2022, 42(11): 1134011
1 大同大学 物理与电子科学学院, 大同 037009
2 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆400030
为了实现球面晶体背光成像、验证球面晶体背光成像系统性能, 采用模拟软件SHADOW对该背光成像系统进行了模拟研究, 并对实际成像过程中影响系统成像的探测器位置、背光源的大小等参量进行了模拟分析。结果表明, 探测器位置的微小变化对成像系统的相对放大率影响较小; 背光源越小, 成像系统的空间分辨率越高。该成像系统具有很好的空间分辨率, 系统性能稳定可靠。
X射线光学 球面晶体 X射线成像 相对放大率 空间分辨率 X-ray optics spherical crystal X-ray imaging relative magnification spatial resolution
1 山西大同大学 物理与电子科学学院, 山西 大同 037009
2 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆400030
球面晶体背光成像系统是一种重要的惯性约束聚变诊断技术, 为了验证球面晶体背光成像系统性能, 优化成像系统结构, 利用光线追踪软件SHADOW对该系统背光成像进行模拟, 对成像系统参量中成像物体位置、球面晶体弯曲半径和布拉格角等进行了模拟分析。结果表明: 布拉格角为57°和65°的球面晶体背光成像系统, 当成像物体厚度或者物体放置的误差Δa=±1 mm,晶体弯曲半径误差ΔR=±3 mm, 布拉格角误差Δθ=±0.1 mrad时, 在子午面和弧矢面光线追踪模拟的2个成像系统的相对放大率与经过相对放大率公式计算的结果比较吻合, 说明参量的微小变化对成像系统的相对放大率影响较小, 成像系统性能稳定可靠。
球面晶体 X射线成像 光线追踪 相对放大率 spherically bent crystal X-ray imaging ray tracing relative magnification
1 中国科学技术大学 近代物理系, 合肥 230026
2 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
采用球面云母晶体, 在特定的几何布局下, 通过选择适当的设计参数, 在1.3 MA脉冲功率装置上获得了Lyα线表征的Z箍缩铝丝阵等离子体K壳层辐射时间积分2维分布。与通常采用的带滤片卡域的时间积分针孔成像相比, 避免了由于无法将测量能段准确设定在K壳层辐射谱线所在能区, 而造成测量结果偏离真实的K壳层辐射分布的缺点, 为模拟计算Z箍缩等离子体辐射输运程序提供了更为精确的校验参数。
铝丝阵 K壳层辐射 球面晶体 2维成像 aluminum wire array K-shell radiation spherically bent crystal two-dimensional imaging
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400030
为诊断激光等离子体X射线，研制了基于Bragg衍射原理的球面弯曲晶体。球面晶体可提高空间分辨、光谱分辨及立体角收集辐射能力。实验采用球面弯曲石英晶体作为分析器，X射线成像板作为成像器件，利用X射线衍射仪铬靶 Kα单色谱成像，验证了0.2 mm间隔双丝的单能像，球面弯晶具有较高的光谱分辨力和信噪比，谱分辨力可达1 000，聚光效率在同样距离条件下比平晶分析器高一个数量级以上。
球面晶体分析器 光谱测量 晶体谱仪 X射线诊断 spherically bent crystal analyzer spectrum measurement crystal spectrograph X-ray diagnosis
