[发明专利]基于微孔薄膜的可调控X射线赝热光源

说明书

技术领域

本发明涉及X射线源，特别是一种基于微孔薄膜的高亮度可调控X射线赝热光源，它可作为X射线源应用于X射线强度关联成像领域。

背景技术

在强度关联成像应用中，一个重要的问题是需要获得可探测的热光场。针对热光的相干时间短，现有的光探测器无法测出热光涨落的瞬时强度，Martienssen等人在1964年发明了一种连续式赝热光源[见W.Martienssen and E.Spiller，“Coherence and Fluctuations in Light Beams”，American Journal of Physics 32，8(1964)]。2006年，为了克服连续式赝热光源不满足真实热光场的交叉谱纯度条件等问题，中国科学院上海光学精密机械研究所的韩申生等人发明了一种高亮度脉冲式赝热光源(发明专利号ZL200710036968.X)。这种高亮度脉冲式赝热光源的赝热光场的热涨落，具有很长的相干时间，能被有限通频带的光电探测系统真实记录，且不受所使用光电探测系统的通频带的影响，满足真实热光场的交叉谱纯度条件，可用于强度关联成像研究领域。但上述的赝热光源是采用激光器照射毛玻璃获取赝热散斑，只能适用于可见光波段，对于X射线而言，其波长范围、光束性质、以及与物体相互作用过程与可见光都是有本质区别的：

1、X射线无类似可见光波段激光器的实用相干光源，X射线相干时间(皮秒量级)远远小于现有探测器的响应时间(纳秒量级)；

2、X射线波长短，具有很高的穿透性，没有合适的空间变换调制元件，不能采用毛玻璃散射效应获取赝热散斑。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述在先技术的缺陷，提供一种基于微孔薄膜的高亮度可调控X射线赝热光源，该X射线赝热光源的相干时间和分辨率(散斑尺度)可调控，具有X波段适用、高分辨率、高亮度、可调控和稳定性好的特点，能应用于X射线强度关联成像领域。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于微孔薄膜的高亮度可调控X射线赝热光源，包括置于防辐射外壳中的单色X射线产生系统和赝热X射线调控腔两部分，其特征在于：

<1>所述的单色X射线产生系统由同轴的振荡器、白光狭缝、双晶单色器构成，所述的赝热X射线调控腔由同轴的可调狭缝组、微孔薄膜及其运动控制器、X射线出射窗构成；

<2>所述的赝热X射线调控腔的微孔薄膜固定于微孔薄膜运动控制器上，所述的赝热X射线调控腔的微孔薄膜上具有大量随机分布的微孔，其孔径范围为0.1至1微米；可调狭缝组和微孔薄膜运动控制器固定在同一底盘上；

<3>所述的赝热X射线调控腔的可调狭缝组包括水平方向狭缝和垂直方向狭缝，其狭缝宽度调节范围为0至20mm，狭缝组到微孔薄膜的距离随狭缝宽度的增大而增大。

所述的单色X射线产生系统的振荡器产生的热X射线经自由空间传播，在白光狭缝处被限束后进入双晶单色器，经双晶单色器单色化后成为单色X射线。

所述的单色X射线产生系统产生的单色X射线，经过赝热X射线调控腔内的可调狭缝组后穿透微孔薄膜，在微孔薄膜后方衍射形成X射线散斑，其水平和垂直方向的散斑尺度δx和δy与可调狭缝组的狭缝宽度d_x和d_y满足关系式：

δx=zdxl,]]>δy=zdyl,]]>

式中，l为振荡器到微孔薄膜的距离，z为微孔薄膜到探测处的距离。

所述的赝热X射线调控腔内的微孔薄膜运动控制器，可以控制微孔薄膜在垂直于光路的方向平移或旋转，从而获得动态的X射线散斑，由X射线出射窗出射后即为X射线赝热光场，其相干时间由微孔薄膜的运动间隔决定。

本发明与在先技术赝热光源相比，主要有以下几方面的优点：