CN108089217A - 基于迈克尔逊干涉仪的x射线探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，包括探测器外壳和设置在该探测器外壳一侧外壁上的锥形筒，所述探测器外壳在与锥形筒连接位置嵌设有半导体材料片；所述探测器外壳正对半导体材料片的一侧外壁上设有探针光通光孔，在该探针光通光孔一侧安装有光电探测器；所述探测器外壳内部设有分光器件，在该分光器件两侧分别设有第一平面镜和第二平面镜，分光器件能够对由探针光通光孔引入的探针光进行分束，其中一束经第一平面镜反射，另一束由半导体材料片反射，两束光干涉并经第二平面镜反射后，能够被光电探测器接收。本发明可以有效避免电磁干扰，并能够对X射线进行高速探测，具有抗干扰能力强，响应速度快，可靠性好等优点。

Description

基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器

技术领域

本发明涉及光学元件装配辅助装置，具体涉及基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器。

背景技术

在等离子体相关实验与实际应用场景中，X射线是重要的诊断工具和探测对象，而有的实验关键过程持续时间仅为几十到几百皮秒，因此对X射线进行高速探测有着重要意义。在实验过程中，传统诊断仪器和设备通常是使用电信号进行诊断，即射线辐射半导体，产生相应的电信号，通过电信号的变化得出X射线的变化进而获取相应的物态信息，诊断过程中容易受到电磁干扰，从而影响诊断结果的准确性。并且，由于以电信号为媒介，现有设备也难以实现对X射线的高速探测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，能够有效避免电磁干扰，并且可以对X射线进行高速探测。

其技术方案如下：

一种基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，包括探测器外壳和设置在该探测器外壳一侧外壁上的锥形筒，所述探测器外壳在与锥形筒连接位置嵌设有半导体材料片，由锥形筒引入的X射线能够辐照到该半导体材料片上；所述探测器外壳正对半导体材料片的一侧外壁上设有探针光通光孔，用于连接探针光光源，在该探针光通光孔一侧安装有光电探测器；所述探测器外壳内部设有分光器件，在该分光器件两侧分别设有第一平面镜和第二平面镜，分光器件能够对由探针光通光孔引入的探针光进行分束，其中一束经第一平面镜反射，另一束由半导体材料片反射，两束光干涉并经第二平面镜反射后，能够被光电探测器接收。

上述结构利用半导体材料片3受到X射线辐照时的光学特性变化，进行X射线探测诊断，相比传统以电信号为媒介的探测器，能够有效避免电磁干扰，提高诊断结果的准确性，同时，由于使用光来进行诊断，能够满足X射线的高速探测需要。

为保证半导体材料片的反射性能，所述半导体材料片正对分光器件的一侧表面镀有铝。

所述锥形筒内置有可以遮挡可见光，同时透过X射线的遮光板，以避免可见光对探测结果造成影响。

所述半导体材料片经封装后可拆卸地安装在探测器外壳外壁上，这样能够方便半导体材料片的更换。

所述分光器件优选为分光棱镜或分光片，以确保其具有稳定可靠的分光性能。

半导体材料片的材质优选为砷化镓或硅。

有益效果：

采用以上技术方案的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，可以有效避免电磁干扰，并能够对X射线进行高速探测，具有抗干扰能力强，响应速度快，可靠性好等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的使用状态参考图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，包括一大致呈中空长方体结构的探测器外壳1，探测器外壳1采用铝合金，在该探测器外壳1的背面安装有同样为铝合金材质的锥形筒2，该锥形筒2的近端直径大于远端直径，在锥形筒2与探测器外壳1连接位置安装有采用砷化镓或硅制成的半导体材料片3，半导体材料片3经固定封装以卡接或螺钉固定方式可拆卸地安装于探测器外壳1外壁上，其内侧表面镀铝，并显露在探测器外壳1的内部空间中。X射线10经锥形筒2后能够辐照到半导体材料片3上，使半导体材料片3内部原子离化，产生光学非线性效应，改变被其反射的光的相位。

在锥形筒2上开孔，以控制X射线入射量，并且在该锥形筒2内置入有遮光板(图中未示出)，能够遮挡可见光，并透过X射线。

在探测器外壳1的正面，也就是远离锥形筒2的一侧外壁上设有用于连接探针光光源的探针光通光孔4，并在探针光通光孔4位置配置有光纤接头9。在该探针光通光孔4一侧安装有光电探测器5，光电探测器5固定在探测器外壳1的内壁上，并设有缆线接头10。

在探测器外壳1内腔底部靠近中间位置固定安装有分光器件6，在该分光器件6左右两侧各安装有一个平面镜，即第一平面镜7和第二平面镜8，其中第一平面镜7位于分光器件6右侧，并直接固定到探测器外壳1内壁上，第二平面镜8位于分光器件6左侧，面向第一平面镜7倾斜设置，其与第一平面镜7之间形成大致为45°的夹角。

由探针光通光孔4引入的探针光经分光器件6分束后，其中一束经第一平面镜7反射作为参考光，另一束经半导体材料片3反射，两束光干涉，再经第二平面镜8反射，最终被光电探测器5接收。为保证良好的分光性能，本实施例中，分光器件6优选采用分光棱镜或分光片。

请参照图2，本实施例中，以球形靶腔11为例，激光束12打在位于球形靶腔11中心的平面靶13上，在腔体球心产生X射线，将本实施例的X射线探测器固定在球形靶腔11边缘的支架上，背面锥形筒2对准平面靶13的方向，光纤接头9连接探针光光源14，探针光可以使用连续或脉冲激光，缆线接头10连接示波器15，接探针光光源14和示波器15均位于探测器外壳1的外侧。

预先调节好第一平面镜7的位置，使由该第一平面镜7和经半导体材料片3反射的两束光光程相等，两束光干涉，再经第二平面镜8反射，信号经光电探测器进入腔体外的示波器中进行分析。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，包括探测器外壳(1)和设置在该探测器外壳(1)一侧外壁上的锥形筒(2)，其特征在于：所述探测器外壳(1)在与锥形筒(2)连接位置嵌设有半导体材料片(3)，由锥形筒(2)引入的X射线能够辐照到该半导体材料片(3)上；所述探测器外壳(1)正对半导体材料片(3)的一侧外壁上设有探针光通光孔(4)，用于连接探针光光源，在该探针光通光孔(4)一侧安装有光电探测器(5)；所述探测器外壳(1)内部设有分光器件(6)，在该分光器件(6)两侧分别设有第一平面镜(7)和第二平面镜(8)，分光器件(6)能够对由探针光通光孔(4)引入的探针光进行分束，其中一束经第一平面镜(7)反射，另一束由半导体材料片(3)反射，两束光干涉并经第二平面镜(8)反射后，能够被光电探测器(5)接收。

2.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，其特征在于：所述半导体材料片(3)正对分光器件(6)的一侧表面镀有铝。

3.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，其特征在于：所述锥形筒(2)内置有可以遮挡可见光，同时透过X射线的遮光板。

4.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，其特征在于：所述半导体材料片(3)经封装后可拆卸地安装在探测器外壳(1)外壁上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，其特征在于：所述分光器件(6)为分光棱镜或分光片。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的基于迈克尔逊干涉仪的X射线探测器，其特征在于：所述半导体材料片(3)的材质为砷化镓或硅。