專利名稱：:寬頻譜球晶成像器及其制作工藝的制作方法寬頻譜球晶成像器及其制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于激光聚變等離子體物理實(shí)驗(yàn)中獲取X射線的時(shí)間分辨、空間分辨及二維聚焦信息的器件，還涉及到這種器件的制作方法。
背景技術(shù)：
：在激光聚變物理實(shí)驗(yàn)中，為研究在聚變靶球、氣體靶輻射或z箍縮金屬絲等等離子體電離、形成及融合過程、等離子體不穩(wěn)定性及其發(fā)展、內(nèi)爆碰撞輻射過程，需要獲得聚爆靶發(fā)射的x射線時(shí)間分辨、空間分辨及二維聚焦信息。其中，二維聚焦信息能顯示出裂變或聚變材料的尺寸、形狀和分布情況，對(duì)深入研究等離子體狀態(tài)及輻射的時(shí)空特性，從原理上解決輻射驅(qū)動(dòng)靶球燃料界面診斷難題，為聚變點(diǎn)火提供重要的驗(yàn)證依據(jù)。特別在探索絲狀z箍縮的實(shí)驗(yàn)中，由于產(chǎn)生的x射線源或微箍縮小而明亮，且簡單的爆裂絲z箍縮會(huì)隨機(jī)地產(chǎn)生幾個(gè)分布于線上的光源，如果僅有x射線的時(shí)間分辨、空間分辨，沒有射線源的二維聚焦信息，則會(huì)給實(shí)驗(yàn)判斷等離子體條件帶來一定困難，而二維聚焦信息不僅能揭示微箍縮的條件，也能確定x射線源的形狀及位置。在激光聚變物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用平面或橢圓彎曲晶體來獲得x射線的時(shí)空信息，但是這種結(jié)構(gòu)不能同時(shí)獲取子午面和弧矢面的二維聚焦信息。如公開號(hào)為CN1598503A的中國專利"共耙X射線時(shí)空分辨攝譜方法及其譜儀"，其中公開了一種利用橢圓彎曲晶體來獲得X射線的時(shí)空信息的方法和譜儀，單這種方法和譜儀只能獲取一維聚焦信號(hào)，不能同時(shí)獲取子午面和弧矢面的二維聚焦信息。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能獲取X射線時(shí)空信息及二維聚焦信息的寬頻譜球晶成像器。本發(fā)明的另一目的是提供一種寬頻譜球晶成像器的制作工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種寬頻譜球晶成像器，其特征在于由球面云母晶體和晶體臺(tái)組成，球面云母晶體為薄片，其厚度0.15-0.25mm;晶體臺(tái)上設(shè)有與所述球面云母晶體相配合的球面凹坑；球面云母晶體粘貼在晶體臺(tái)的凹坑處；晶體臺(tái)上設(shè)有定位孔用于與攝譜器連接。一種制作所述寬頻譜球晶成像器的制作工藝，包括以下步驟1)加工球面云母晶體la)將云母晶體按晶向解理分層,切割成厚度為0.15-0.25mm的云母晶體薄片；lb)在凹凸折彎機(jī)上對(duì)步驟la)得到的云母晶體薄片進(jìn)行塑性彎曲，得到球面云母晶體；2)加工晶體臺(tái)2a)采用不銹鋼或鋁材加工梯形塊，得到基座臺(tái)；2b)在數(shù)控銑床對(duì)將經(jīng)過步驟2a)得到的基座臺(tái)的工作面進(jìn)行加工，銑磨出與步驟l)得到的球面云母晶體大小和曲率配合的球面凹坑；3)最后，將經(jīng)過步驟1)得到的球面云母晶體用慢固化率的環(huán)氧樹脂粘貼在經(jīng)過步驟2)得到晶體臺(tái)的球面凹坑上。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)-1.由于設(shè)計(jì)球面彎曲晶體成像，不但可以獲得等離子體聚爆信息，分析等離子體溫度分布、密度分布等重要參數(shù)，還能直接對(duì)X射線源進(jìn)行成像，以確定X射線源隨納秒時(shí)間尺度變化的形狀及位置；能獲取X射線時(shí)空信息及二維聚焦信息，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能同時(shí)獲取x射線二維聚焦信息的缺陷，為深入研究等離子體狀態(tài)及輻射的時(shí)空特性，從原理上解決輻射驅(qū)動(dòng)靶球燃料界面診斷難題，為聚變點(diǎn)火提供重要的驗(yàn)證依據(jù)。2.采用云母球面晶體覆蓋的X射線波長范圍很寬，其衍射階次可以達(dá)到10階，因此本發(fā)明對(duì)寬頻譜范圍的X射線源都可以適用。3.本發(fā)明寬頻譜球晶成像器制作工藝流程簡單可靠，便于掌握和操作。圖l是本發(fā)明寬頻譜球晶成像器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明球面彎曲晶體成像幾何原理示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖1所示，一種寬頻譜球晶成像器，由球面云母晶體1和晶體臺(tái)2組成，球面云母晶體1為薄片結(jié)構(gòu)，其厚度0.15-0.25mm，如0.2mm;晶體臺(tái)2上設(shè)有與所述球面云母晶體1相配合的球面凹坑；球面云母晶體1粘貼在晶體臺(tái)2的凹坑處。晶體臺(tái)2采用不銹鋼或鋁材制成，寬頻球晶成像器通過兩個(gè)定位孔3安裝在光譜儀的內(nèi)部特定位置。本發(fā)明的二維聚焦原理，參見圖2，X射線源S可以是激光聚變形成，也可以由Z箍縮或電子束離子阱(EBIT)等裝置產(chǎn)生。羅蘭圓的直徑與球面云母晶體l的彎曲半徑相等，X射線源S位于羅蘭圓上，X射線源S輻射的X射線經(jīng)過球形云母晶體1反射后在羅蘭圓上另一點(diǎn)Fb聚焦。在羅蘭圓平面(子午平面)及垂直羅蘭圓平面上(弧矢平面)，球形晶體1如一面凹面鏡將X射線源在水平及垂直方向進(jìn)行成像，利用CCD或X射線膠片就能夠獲取需要的圖像信號(hào)。一種寬頻譜球晶成像器的制作工藝，包括以下步驟1)加工球面云母晶體-la)將云母晶體按晶向解理分層，切割成0.15-0.25mm的厚度的云母晶體薄片，如厚度為0.15mm、0.18mm、0.2mm或0.25mm均可；lb)在凹凸折彎機(jī)上對(duì)步驟la)得到的云母晶體薄片進(jìn)行塑性彎曲，得到球面云母晶體；球面晶體的曲率根據(jù)激光設(shè)備的規(guī)格參數(shù)確定，例如陽加速器設(shè)備或2X10J激光器設(shè)備的云母晶體薄片的曲率半徑R為400mm。2)加工晶體臺(tái)2a)采用不銹鋼或鋁材加工梯形塊，得到基座臺(tái)；2b)在數(shù)控銑床上對(duì)將經(jīng)過步驟2a)得到的基座臺(tái)的工作面進(jìn)行加工，銑磨出與步驟1)得到的球面云母晶體大小和曲率配合的球面凹坑；3)最后，將經(jīng)過步驟1)得到的球面云母晶體用慢固化率的環(huán)氧樹脂粘貼在經(jīng)過步驟2)得到晶體臺(tái)的球面凹坑上。環(huán)氧樹脂采用3—噸型透明環(huán)氧膠F—05較好。步驟lb)在凹凸折彎機(jī)上對(duì)云母晶體薄片進(jìn)行塑性彎曲時(shí)，采用橡膠墊起緩沖作用，云母晶體的曲率半徑精確度由凹面和凸面鋼塊的精度決定。云母的晶格常數(shù)2d值為1.984nm。因?yàn)樵颇妇w的衍射效率可以達(dá)到很高階次(10階)，故云母球面彎晶覆蓋的X射線波長范圍很寬。對(duì)其他晶體來說，只有一階衍射可以利用。如果云母球面成像器包含的布拉格角范圍為30。40°(可以依據(jù)實(shí)際需要，通過加工晶體臺(tái)來改變布拉格角范圍)，根據(jù)晶體布拉格衍射定律2dsin6二n入可以得出球晶成像器能夠測量如下表所列出的X射線波長范圍。表l云母晶體不同衍射階次覆蓋的X射線波長范圍(2d=1.984rnn)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明的球晶成像器，用在z箍縮和激光聚變過程中，不但可以獲得等離子體聚爆壓縮圖像，分析等離子體溫度分布、密度分布等重要參數(shù)，還能直接對(duì)x射線源進(jìn)行成像，以確定X射線源的形狀及位置；同時(shí)采用云母球面晶體覆蓋的X射線波長范圍很寬，其衍射效率可以達(dá)到10階，對(duì)大部分x射線光源都可以適用。能獲取x射線時(shí)空信息及圖像信息，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能獲取x射線圖像信息的缺陷。為深入研究等離子體狀態(tài)及輻射的時(shí)空特性，從原理上解決輻射驅(qū)動(dòng)靶球燃料界面診斷難題，為聚變點(diǎn)火提供重要的驗(yàn)證依據(jù)。權(quán)利要求1.一種寬頻譜球晶成像器，其特征在于由球面云母晶體(1)和晶體臺(tái)(2)組成，球面云母晶體(1)為薄片結(jié)構(gòu)，厚度為0.15-0.25mm；晶體臺(tái)(2)上設(shè)有與所述球面云母晶體(1)相配合的球面凹坑；球面云母晶體(1)粘貼在晶體臺(tái)(2)的凹坑處；晶體臺(tái)(2)上設(shè)有定位孔(3)用于與攝譜器連接。專利摘要本發(fā)明公開一種寬頻譜球晶成像器及其制作工藝，由云母球面晶體和晶體臺(tái)組成，云母球面晶體為薄片，厚度0.15-0.25mm；晶體臺(tái)上設(shè)有與所述球面云母晶體相配合的球面凹坑；球面云母晶體粘貼在晶體臺(tái)的凹坑處。它不但可以獲得等離子體聚爆壓縮圖像，分析等離子體溫度分布、密度分布等重要參數(shù)，還能直接對(duì)X射線源進(jìn)行成像，以確定X射線源的形狀及位置；同時(shí)采用云母球面晶體衍射效率可以達(dá)到10階，對(duì)大部分X射線光源都可以適用。能獲取X射線時(shí)空信息及圖像信息，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能獲取X射線圖像信息的缺陷。為深入研究等離子體狀態(tài)及輻射的時(shí)空特性，從原理上解決輻射驅(qū)動(dòng)靶球燃料界面診斷難題，為聚變點(diǎn)火提供重要的驗(yàn)證依據(jù)。文檔編號(hào)G21K1/00GKCN101226783SQ200710093124公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2007年12月13日發(fā)明者軍施,王洪建,肖沙里,錢家渝申請(qǐng)人:重慶大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan