[实用新型]一种基于双光路的X射线成像探测装置

说明书

本实用新型涉及一种基于双光路的X射线成像探测装置，属于X射线成像技术领域，解决了现有技术中单光路大视场成像对相机像素数要求高的问题。该装置包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。本实用新型通过设计双光路成像降低了对相机高像素数的要求。

技术领域

本实用新型涉及X射线成像技术领域，尤其涉及一种基于双光路的X射线成像探测装置。

背景技术

透镜耦合X射线间接成像探测器具有亚微米至微米尺度的空间分辨能力，目前几乎所有的同步辐射成像线站都装配有该类型的探测器系统。各线站配置的探测器，使用的透镜系统中显微镜头的像方视场大多为26mm，对于放大倍数为2X、10X、20X的显微系统来说，能观测到的物方视场大小分别为13mm、2.6mm和1.3mm。在使用高倍物镜时，只能观测到较小的物方视场。为了在高分辨大视场条件下实现对大样品的观测，需要研制具有较大视场的显微镜头并配备与显微镜头像方视场直径相对应的可见光相机芯片。

目前国内已经研制出大视场显微镜头以及与其对应的高像素数可见光相机。在两者合理配备的基础上，利用单光路成像可以实现大视场、高分辨率的样品探测。但可见光相机像素数目的提高，也增加了探测装置的成本，同时高像素相机帧频减小，限制了成像速率。

现有技术存在以下缺点，一是高像素相机成本高，增加了探测装置的成本；二是成像速率降低、耗时长，浪费了同步辐射X射线光源。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于双光路的X射线成像探测装置，用以解决现有基于单光路的大视场X射线成像装置对相机像素数要求高、成本高的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于双光路的X射线成像探测装置，包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。

进一步的，所述预处理组件位于所述物镜的物方焦平面，且所述物镜的光轴垂直于所述预处理组件。

进一步的，所述物镜的光轴垂直于所述第一管镜的光轴，并与第二管镜的光轴位于同一直线上。

进一步的，所述分光镜为半反射半透射的分光棱镜。

进一步的，所述分光镜与所述物镜的光轴、第一管镜的光轴和第二管镜的光轴夹角均为45°。

进一步的，所述第一相机和第二相机的芯片分别位于第一管镜和第二管镜的像方焦平面，第一相机芯片的中心与第一管镜的光轴右侧存在偏移，第二相机芯片的中心与第二管镜的光轴下侧存在偏移。

进一步的，偏移的距离由物镜物方视场大小以及物镜和管镜对可见光图像的放大倍数确定，所述偏移的距离为：

其中，f₁为物镜的焦距、f₂为第一管镜和第二管镜的焦距，D为物镜像物方视场的直径。

进一步的，所述第一相机芯片和第二相机芯片尺寸大于物镜物方视场尺寸的