[发明专利]宽频谱球晶成像器及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及用于激光聚变等离子体物理实验中获取X射线的时间分辨、空间分辨及二维聚焦信息的器件，还涉及到这种器件的制作方法。

背景技术

在激光聚变物理实验中，为研究在聚变靶球、气体靶辐射或Z箍缩金属丝等等离子体电离、形成及融合过程、等离子体不稳定性及其发展、内爆碰撞辐射过程，需要获得聚爆靶发射的X射线时间分辨、空间分辨及二维聚焦信息。其中，二维聚焦信息能显示出裂变或聚变材料的尺寸、形状和分布情况，对深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。特别在探索丝状Z箍缩的实验中，由于产生的X射线源或微箍缩小而明亮，且简单的爆裂丝Z箍缩会随机地产生几个分布于线上的光源，如果仅有X射线的时间分辨、空间分辨，没有射线源的二维聚焦信息，则会给实验判断等离子体条件带来一定困难，而二维聚焦信息不仅能揭示微箍缩的条件，也能确定X射线源的形状及位置。

在激光聚变物理实验的现有技术中，通常采用平面或椭圆弯曲晶体来获得X射线的时空信息，但是这种结构不能同时获取子午面和弧矢面的二维聚焦信息。如公开号为CN1598503A的中国专利“共靶X射线时空分辨摄谱方法及其谱仪”，其中公开了一种利用椭圆弯曲晶体来获得X射线的时空信息的方法和谱仪，单这种方法和谱仪只能获取一维聚焦信号，不能同时获取子午面和弧矢面的二维聚焦信息。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能获取X射线时空信息及二维聚焦信息的宽频谱球晶成像器。

本发明的另一目的是提供一种宽频谱球晶成像器的制作工艺。

本发明的目的是这样实现的：一种宽频谱球晶成像器，其特征在于由球面云母晶体和晶体台组成，球面云母晶体为薄片，其厚度0.15-0.25mm；晶体台上设有与所述球面云母晶体相配合的球面凹坑；球面云母晶体粘贴在晶体台的凹坑处；晶体台上设有定位孔用于与摄谱器连接。

一种制作所述宽频谱球晶成像器的制作工艺，包括以下步骤：

1)加工球面云母晶体：1a)将云母晶体按晶向解理分层，切割成厚度为0.15-0.25mm的云母晶体薄片；1b)在凹凸折弯机上对步骤1a)得到的云母晶体薄片进行塑性弯曲，得到球面云母晶体；

2)加工晶体台：2a)采用不锈钢或铝材加工梯形块，得到基座台；2b)在数控铣床对将经过步骤2a)得到的基座台的工作面进行加工，铣磨出与步骤1)得到的球面云母晶体大小和曲率配合的球面凹坑；

3)最后，将经过步骤1)得到的球面云母晶体用慢固化率的环氧树脂粘贴在经过步骤2)得到晶体台的球面凹坑上。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1.由于设计球面弯曲晶体成像，不但可以获得等离子体聚爆信息，分析等离子体温度分布、密度分布等重要参数，还能直接对X射线源进行成像，以确定X射线源随纳秒时间尺度变化的形状及位置；能获取X射线时空信息及二维聚焦信息，克服了现有技术中不能同时获取X射线二维聚焦信息的缺陷，为深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。

2.采用云母球面晶体覆盖的X射线波长范围很宽，其衍射阶次可以达到10阶，因此本发明对宽频谱范围的X射线源都可以适用。

3.本发明宽频谱球晶成像器制作工艺流程简单可靠，便于掌握和操作。

附图说明

图1是本发明宽频谱球晶成像器的结构示意图；

图2是本发明球面弯曲晶体成像几何原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种宽频谱球晶成像器，由球面云母晶体1和晶体台2组成，球面云母晶体1为薄片结构，其厚度0.15-0.25mm，如0.2mm；晶体台2上设有与所述球面云母晶体1相配合的球面凹坑；球面云母晶体1粘贴在晶体台2的凹坑处。晶体台2采用不锈钢或铝材制成，宽频球晶成像器通过两个定位孔3安装在光谱仪的内部特定位置。