一種網狀電極金剛石x射線測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，所述的測量裝置中的金剛石的端面分別鍍有網狀電極與盤狀電極，連接環通過螺紋固定套接在外殼的前端，在外殼內中軸線上依次設置有墊片、金剛石、絕緣環、絕緣層，墊片、金剛石、絕緣環通過連接環壓緊在外殼內。墊片與網狀電極壓緊連接。絕緣層與外殼固定連接。絕緣層內包裹有芯針，芯針穿過絕緣環與盤狀電極連接。外殼末端設置有外接電纜的接頭。本實用新型減小了對X射線的衰減，保證了低能X射線可以直接照射至金剛石，實現了慣性約束聚變領域的X射線輻射測量。同軸心結構設置更利于實現探測器的阻抗匹配，減小了測量信號失真。較大面積的網狀電極更利于靈敏度標定與測量應用。
【專利說明】
-種網狀電極金剛石X射線測量裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于X射線福射測量領域，具體設及一種網狀電極金剛石X射線測量裝 置。
【背景技術】
[0002] 目前對福射的探測大都依賴于娃光二極管或PIN二極管。娃光二極管的不足是對 于可見光有響應，而且易于受到中子福射的損傷。另一種普遍應用的軟X光探測器是真空X 光二極管，但是X光二極管靈敏度很低，而且隨光子能量的變化而變化。因此需要尋求一種 對可見光不響應，在測譜范圍內平響應的X光探測器。慣性約束聚變點火實驗要求探測器響 應快，靈敏度高，有一定的抗福射損傷能力。無論是天然單晶還是多晶的金剛石都可W用于 各種福射探測，包括X光，丫射線，高能帶電粒子W及中子探測。用金剛石制備的探測器能夠 在高注量率、高福照強度W及高溫等苛刻環境下工作。與娃光二極管相比，金剛石光電導探 測器的優勢包括:較大的載流子遷移率與較小的介電常數使其響應速度較快;室溫下漏電 流較低;對原子轉移的阻力較大，其轉移闊值約為43 eV，而娃為20 eV;5.5eV的寬禁帶本身 即可濾掉可見光，同時具有良好的抗損傷能力。該材料對一倍頻與=倍頻激光的響應靈敏 度最低。金剛石可W作為娃與X光二極管探測技術的較好替代品。
[0003] 在Sandia國家實驗室Sa化rn裝置上，金剛石光電導探測器已經應用于z-pich實驗 中軟X光的診斷。Los Alamos國家實驗室研制了一套基于多晶CVD金剛石的透射光柵軟X光 譜儀，在NIF裝置上測量軟X光譜W測量福射溫度。國內研究在天然金剛石探測器研究的基 礎上逐漸展開，目前中國工程物理研究院激光聚變研究中屯、研制的金剛石探測器的金屬- 金剛石-金屬結構，利用雙微帶輸出信號與施加偏壓。
[0004] 盡管運些裝置在X射線福射測量中可實現X射線的測量，能滿足研究需要，但是存 在W下不足：（1)同軸結構探測器電極影響低能X射線探測。金屬-金剛石-金屬同軸結構的 探測器，可W保證同軸阻抗匹配，但是X射線經過金屬電極照射至金剛石上，其低能部分將 會被不同程度的吸收，影響其測量結果。（2)微帶結構探測器無法保證同軸輸出。利用微帶 連接金剛石的探測器，可W利用無金屬電極面接受X射線，但是無法保證同軸輸出結構，影 響探測器阻抗匹配。（3)微帶結構探測器標定困難。微帶連接的探測器靈敏面很小，給靈敏 度標定時候的瞄準與測量帶來很大困難。
【發明內容】
[0005] 本實用新型的目的是為了解決已有技術中X射線福射測量中存在的影響低能X射 線測量、無法保證同軸輸出、標定困難的問題，提供一種網狀電極金剛石X射線測量裝置。本 實用新型不影響低能X射線測量、可保證同軸輸出、降低標定難度，能夠實現慣性約束聚變 領域的黑腔物理、福射輸運、福射燒蝕、福射不透明度W及內爆動力學的X射線福射測量。
[0006] 本實用新型的技術方案如下：
[0007] 本實用新型的一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特點是，所述的測量裝置包 括連接環、墊片、金剛石、絕緣環、外殼、絕緣層、忍針，所述墊片為環狀金屬片，金剛石為圓 柱形。其連接關系是，所述的金剛石的一個端面鍛有網狀電極，另一端面鍛有盤狀電極。所 述的連接環通過螺紋固定套接在外殼的前端，在外殼內中軸線上依次設置有墊片、金剛石、 絕緣環、絕緣層，墊片、金剛石、絕緣環通過連接環壓緊在外殼內。所述的墊片與網狀電極壓 緊連接。所述的絕緣層與外殼固定連接。所述的絕緣層內包裹有忍針，忍針穿過絕緣環與盤 狀電極連接。所述的外殼末端設置有外接電纜的接頭。
[0008] 所述的連接環、墊片、金剛石、絕緣環、絕緣層、忍針為同軸屯、設置。
[0009] 所述的網狀電極由中屯、網與外環構成。
[0010] 所述的外殼末端接頭為SMA型、N型、BNC型中的一種。
[0011] 所述的忍針與盤狀電極連接點到外殼末端的阻抗為50 Q。
[0012] 所述墊片的材料采用不誘鋼、銅、侶中的一種。
[0013] 本實用新型的有益效果是，本實用新型中設置了網狀電極，減小了對X射線的衰 減，保證了低能X射線可W直接照射至金剛石，實現了慣性約束聚變領域的黑腔物理、福射 輸運、福射燒蝕、福射不透明度W及內爆動力學的X射線福射測量。本實用新型中的同軸屯、 結構設置更利于實現探測器的阻抗匹配，減小了測量信號失真。本實用新型中設置了較大 面積的網狀電極，更易于瞄準，利于靈敏度標定與測量應用。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型的網狀電極金剛石X射線測量裝置的結構示意圖；
[0015] 圖2a為本實用新型中的金剛石頂視圖；
[0016] 圖化為本實用新型中的金剛石底視圖；
[0017] 圖中，1.連接環2.墊片3.金剛石4.絕緣環5.外殼6.絕緣層7.忍針8.網狀 電極9.盤狀電極。
[0018] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【具體實施方式】 [0019]實施例1
[0020] 圖1為本實用新型的網狀電極金剛石X射線測量裝置的結構示意圖，圖2a為本實用 新型中的金剛石頂視圖，圖2b為本實用新型中的金剛石底視圖。在圖1、圖2a、圖化中，本實 用新型的網狀電極金剛石X射線測量裝置，包括連接環1、墊片2、金剛石3、絕緣環4、外殼5、 絕緣層6、忍針7,所述墊片2為環狀金屬片，金剛石3為圓柱形。其連接關系是，所述的金剛石 3的一個端面鍛有網狀電極8,另一端面鍛有盤狀電極9。所述的連接環1通過螺紋固定套接 在外殼5的前端，在外殼5內中軸線上依次設置有墊片2、金剛石3、絕緣環4、絕緣層6,墊片2、 金剛石3、絕緣環4通過連接環1壓緊在外殼5內；所述的墊片2與網狀電極8壓緊連接;所述的 絕緣層6與外殼5固定連接。所述的絕緣層6內包裹有忍針7,忍針7穿過絕緣環4與盤狀電極9 連接。所述的外殼5末端設置有外接電纜的接頭。
[0021] 所述的連接環1、墊片2、金剛石3、絕緣環4、絕緣層6、忍針7為同軸屯、設置。
[0022] 所述的網狀電極8由中屯、網與外環構成。
[002引本實施例中，墊片2的材料采用銅，金剛石3為直徑4mm厚度1 mm的CVD金剛石，盤狀 電極9為直徑3.5 mm厚度Iwii的金，絕緣環4材料為聚四氣乙締，外殼5末端接頭為SMA型，絕 緣層6材料為聚四氣乙締，忍針7與盤狀電極9連接點到外殼末端的阻抗為50 Q ;網狀電極8 外徑為3.5 mm，其中屯、網直徑為2.6mm，中屯、網占空比小于20%，材料為3WI1厚的金。
[0024] 本實用新型的工作流程如下：
[0025] 1)本實用新型的網狀電極金剛石X射線測量裝置中的外殼5末端通過電纜與RC隔 直模塊連接，RC隔直模塊通過電纜分別與偏壓電源、示波器連接。
[0026] 2)偏壓電源為金剛石3施加偏壓。
[0027] 3)脈沖X射線通過連接環1、墊片2照射至金剛石3,產生電子空穴對，并在偏壓電 場的作用下產生電流。
[00%] 4)示波器通過RC隔直模塊獲取電壓信號。
[0029] 5)根據公J
，其中::萊'疑為福射流，#為信號衰減倍數，幾;為 示波器阻抗，:1?為本實用新型的探測裝置響應函數，Q為金剛石有效面積對應的立體角， 能夠計算得到福射流隨時間變化結果。
[0030] 實施例2
[0031] 本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，墊片2的材料采用不誘鋼，金剛石3 為直徑5mm厚度0.5 mm的CVD金剛石，盤狀電極9為直徑4.5mm厚度0.5皿的金，外殼5末端接 頭為N型；網狀電極8外徑為4.5 mm，其中屯、網直徑為3.6mm，中屯、網占空比為20%，材料為1皿 厚的金。
[0032] 實施例3
[0033] 本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，墊片2的材料采用侶;外殼5末端接 頭為BNC型。
[0034] 最后說明的是：W上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實 用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人而言， 其依然可W對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分特征等同替換，所 做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特征在于，所述的測量裝置包括連接環（1)、 墊片（2)、金剛石（3)、絕緣環(4)、外殼（5)、絕緣層(6)、芯針（7)，所述墊片（2)為環狀金屬 片，金剛石(3)為圓柱形;其連接關系是，所述的金剛石(3)的一個端面鍍有網狀電極(8)，另 一端面鍍有盤狀電極(9);所述的連接環（1)通過螺紋固定套接在外殼（5)的前端，在外殼 (5)內中軸線上依次設置有墊片（2)、金剛石（3)、絕緣環(4)、絕緣層（6)，墊片（2)、金剛石 (3)、絕緣環(4)通過連接環（1)壓緊在外殼(5)內；所述的墊片(2)與網狀電極(8)壓緊連接； 所述的絕緣層(6 )與外殼(5 )固定連接;所述的絕緣層(6 )內包裹有芯針(7 )，芯針(7 )穿過絕 緣環(4)與盤狀電極(9)連接;所述的外殼(5)末端設置有外接電纜的接頭。2. 根據權利要求1所述的一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特征在于，所述的連 接環（1)、墊片(2)、金剛石(3)、絕緣環(4)、絕緣層(6)、芯針(7)為同軸心設置。3. 根據權利要求1所述的一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特征在于，所述的網 狀電極(8)由中心網與外環構成。4. 根據權利要求1所述的一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特征在于，所述的外 殼(5)末端接頭為SMA型、N型、BNC型中的一種。5. 根據權利要求1所述的一種網狀電極金剛石X射線測量裝置，其特征在于，所述的芯 針(7)與盤狀電極(9)連接點到外殼末端的阻抗為50 Ω。
【文檔編號】G01T1/24GK205720694SQ201620528558
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】侯立飛, 杜華冰, 車興森, 余波, 楊國洪, 劉慎業
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心