[发明专利]一种双能成像方法及系统

说明书

本发明公开了一种双能成像方法及系统。该方法包括：将所述皮秒激光加载到金属微丝上，产生微焦点、高亮度的高能X射线；根据所述高能X射线的能谱，选择滤片和成像介质组合；所述滤片和成像介质组合包括两个滤片和两个成像介质；所述滤片与所述成像介质交叉排布；将所述高能X射线照射到金属客体上，经过滤片和成像介质组合成像，得到金属客体的双能物理图像。本发明的双能成像具有高时空分辨、单发次成像等优点，且仅需滤片和成像介质组合即可成像，无需设计成像系统，操作方便简洁。

技术领域

本发明涉及双能成像领域，特别是涉及一种双能成像方法及系统。

背景技术

X射线成像广泛应用于惯性约束聚变和高能量密度物理研究领域，同时也是冲击加载下物质诊断的主要方式，多应用于研究冲击波传播，表面动态破碎过程及界面不稳定性和混合等过程。已有广泛的研究冲击加载下低Z或中Z材料的物理过程，主要利用纳秒激光产生的X射线，能点10keV。随着对高Z材料研究的深入，高功率皮秒激光产生高能X射线对于开展此类研究很有必要。在这些研究中，X射线单能成像是主要的诊断方式，但单能点成像的动态范围有限，不适用于密度分布较广的物理过程研究或含有多种元素的材料如合金等物理过程研究，需要发展双能成像技术。

激光产生的X射线双能成像通常很难实现，主要原因在于其能谱为线状谱，其选能方式主要通过多层膜反射实现。所以双能成像技术复杂，且较难开展物理实验研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种双能成像方法及系统，其具有高时空分辨、单发次成像等优点，且仅需滤片和成像介质组合即可成像，无需设计成像系统，操作方便简洁。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种双能成像方法，所述方法包括：

将所述皮秒激光加载到金属微丝上，产生微焦点、高亮度的高能X射线；

根据所述高能X射线的能谱，选择滤片和成像介质组合；所述滤片和成像介质组合包括两个滤片和两个成像介质；所述滤片与所述成像介质交叉排布；

将所述高能X射线照射到金属客体上，经过滤片和成像介质组合成像，得到金属客体的双能物理图像。

可选的，所述高能X射线的源尺寸为10μm，能量为10keV-1MeV。

可选的，两个所述滤片的厚度分别为0.5mm和1mm。

可选的，在所述将所述高能X射线照射到金属客体上，经过滤片和成像介质组合成像，得到金属客体的双能物理图像，之后还包括：

利用金属台阶样品的成像灰度标定所述双能物理图像的面密度，获得面密度数据。

可选的，所述利用金属台阶样品的成像灰度标定所述双能物理图像的面密度，获得面密度数据，具体包括：

获取所述金属台阶样品的各台阶成像灰度值；

获取所述金属台阶样品的各台阶的厚度；

拟合所述成像灰度值与所述厚度之间的关系，得到拟合曲线；

获取所述双能物理图像的灰度值；

根据所述双能物理图像的灰度值以及所述拟合曲线，确定金属客体的光学厚度；

根据所述金属客体的光学厚度以及所述金属客体的密度，计算所述面密度。

一种双能成像系统，所述系统包括：

加载模块，用于将所述皮秒激光加载到金属微丝上，产生微焦点、高亮度的高能X射线；

选择模块，用于根据所述高能X射线的能谱，选择滤片和成像介质组合；所述滤片和成像介质组合包括两个滤片和两个成像介质；所述滤片与所述成像介质交叉排布；