[发明专利]门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法

说明书

技术领域

本发明涉及超快诊断技术领域，更具体地说，涉及一种门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法。

背景技术

在惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)实验中，ns量级的激光等离子体X射线辐射包含极其丰富的物理信息，需要采用具有ps量级时间分辨的超快相机对X射线辐射特性进行诊断，即超快诊断技术。超快诊断技术是研究激光等离子体随时间演化、辐射输运、各种动力学过程等物理现象不可或缺的关键技术。由于门控微通道板(microchannel plate,MCP)分幅相机可以获得X射线辐射的二维空间分布及其时间特性，因而被广泛应用于ICF实验。

目前门控MCP分幅相机正朝着两个方向发展：一是增大MCP面积，二是提高时间分辨率。MCP较薄弱，增大其面积比较困难，增大面积的方法是将多个MCP进行拼接，目前获得最大MCP面积是105mm×105mm。由于MCP中电子渡越时间弥散较大，限制了时间分辨率的进一步提高，使得MCP门控分幅相机的时间分辨率在60-100ps。薄的MCP(厚度0.2mm)可以减小电子渡越时间弥散，将时间分辨率提高至35ps左右，但这种相机比较脆弱、增益低、信噪比差。近年来，美国Lawrence Livermore National Laboratory提出采用电子束展宽技术来提高时间分辨率，成功地将时间分辨率提高至10ps以内，该技术正处于探索阶段，采用该技术的时间展宽X射线分幅相机的空间分辨率还有待进一步提高。

随着ICF研究的不断深入，对超快诊断设备的精密化要求越来越高，要求具有时间分辨的相机能够给出采集图像相对等离子体作用初始时刻的关系，如：在内爆压缩与压缩对称性研究中，需要将X射线分幅相机的门控脉冲信号引出与激光脉冲信号相比较，使得X射线信号与激光脉冲信号能够在时间上关联起来，从而通过内爆压缩的分幅背光图像来研究内爆推进层内界面的运动轨迹等。这些实验数据准确度的影响因素之一为X射线分幅相机的触发晃动。为了满足ICF研究的需求，需提供一种改进的门控分幅相机及其触发晃动测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种门控分幅相机，该门控分幅相机包括：

微通道板变像管，用于接收光信号，并对所述光信号进行处理转换形成相应的光电子；

门控脉冲发生器，与所述微通道板变像管连接，用于产生脉冲信号至所述微通道变像管以选通所述光电子；

所述微通道板变像管还接收并根据所述脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；

摄像头，与所述微通道板变像管连接，采集所述微通道板变像管产生的可见光动态图像，以获得所述可见光动态图像的光点像动态分布。

优选地，

所述微通道板变像管包括基板和微通道板，所述基板上设有供所述基板与微通道板连接的射频接口；

所述微通道板变像管还包括微通道板和阻抗渐变线，所述微通道板通过所述阻抗渐变线与所述射频接口连接，所述微通道板还通过所述射频接口与所述门控脉冲发生器连接。

优选地，所述微通道板变像管包括多条间隔设置的微带线，每一条所述微带线的两端分别通过一条所述阻抗渐变线连接所述射频接口；每一条所述微带线为光电阴极或选通脉冲传输线。

优选地，所述微通道板包括输入层和输出层，其中，所述多条间隔设置的微带线设置在所述微通道板的输入层，通过所述微带线接收直流电压或脉冲电压；所述输出层接地。

优选地，所述微通道板的输入层包括依次设置的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层为铜层，所述第二金属层为金层。

优选地，所述微通道板变像管还包括与所述微通道板的输出层相对设置的荧光屏，所述荧光屏用于接收所述微通道板输出的电子以转换为相应的可见光。

本发明还提供一种门控分幅相机的触发晃动测量装置，包括、激光器、延时电路、第一探测器、第二探测器、光信号传输模块、透镜组、示波器以及前述任一项所述的门控分幅相机；

所述激光器，用于产生第一激光信号和第二激光信号；

所述第一探测器与所述示波器连接，用于将所述第二激光信号转换为第二电脉冲信号并发送至所述示波器，所述示波器接收所述电脉冲信号并监测所述电脉冲信号的幅值；

所述光信号传输模块，接收并处理所述第一激光信号产生相应的光信号