CN111190217A - 一种透射带通型辐射流探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种透射带通型辐射流探测器，包括带通滤波单元、X射线探测单元，其中X射线探测单元包括等阻抗匹配信号传输结构。利用带通滤波技术将带通滤波单元薄片化后与X射线探测单元作一体化设计，同时实现选能和高精度阳极的功能。并在X射线探测单元设计中采用了精简的双层结构设计和等阻抗匹配传输设计，从而探测器在外尺寸上实现了达到量级的小型化突破。本发明的透射带通型辐射流探测器，体积小、时间分辨高、稳定性好、安装方便，能有效提高使用效率。
Description
技术领域
本专利属于激光聚变诊断领域，具体涉及一种透射带通型辐射流探测器。
背景技术
目前在激光聚变研究工作中，通过对打靶过程产生的辐射流测量来对物理过程进行分析是一种不可缺少的常规诊断手段。
在传统模式的激光聚变实验诊断模式下，通常使用XRD来对辐射流参数进行测量。该类型的探测器包括：X光阴极、阳极、传输导体、阻抗匹配体、外屏蔽体、选能组件等。在实际应用中该系统存在以下一些问题，第一，体积过于庞大，单个探测单元的安装口径达到Φ100mm的量级，除了占用大量安装面积以外其过大的立体角占用限制了空间辐射流分辨测量的极限精度，同时靶室内部配套的x射线单色化系统也会存在体积过大的问题，从而在实际使用过程中挤占终端光路和其它诊断设备的空间。第二，工作状态下探测器阳极需要加载高压，但由于器件限制容易出现电场过强导致损坏的现象，从而对探测器极限时间分辨能力是有一定限制。
发明内容
为了克服传统辐射流探测器自身的技术缺陷，并进一步提高其时间精度，本发明旨在提供一种小型化、高时间分辨、结构简化的透射带通型辐射流探测器。
为达此目的，本发明具体采用如下技术方案：
一种透射带通型辐射流探测器，其特点是，该透射带通型辐射流探测器包括带通滤波单元和X射线探测单元，带通滤波单元和X射线探测单元之间设有带通定位块。
优选的，所述的带通滤波单元包括X射线选能区、X射线阳极区。
优选的，所述的X射线探测单元包括探测器外壳、阴极定位套、传输导体、信号输出端口。
优选的，所述的传输导体与带通滤波单元相对的一端的端面设有X射线阴极区。
优选的，所述的X射线阴极区选用Au、CsI、Al中任一种。
优选的，所述的透射带通型辐射流探测器还包括与带通滤波单元连接的高压导线。
优选的，所述的带通定位块、阴极定位套均选用聚四氟乙烯。
本透射带通型辐射流探测器主要包括带通滤波部件、X射线探测单元、信号传输结构。带通部件在本发明中承担两部分功能，一是作为单色化器件进行选能；二是利用其超高光洁度端面作为X射线探测单元阳极，来提高探测器稳定性，同时实现一体化的精简设计，在外尺寸上实现了达到量级的小型化突破。
与传统器件相比，本发明具备以下优点和特点：
1.本发明体积小巧，安装使用方便。
2.本发明采用了新型透射带通做为选能器件，避免了设备安装时瞄准问题，同时将传统器件所必须的庞大附属构件功能压缩到1mm薄片范围。
3.本发明具备良好的稳定性，在和现有器件同等真空度及工作电压加载情况下，不会出现自放电损坏情况。
4.本发明具备高精度的阴极、阳极结构，可以加载更高的工作电场，提高探测器时间分辨能力。
附图说明
图1是本发明的透射带通式辐射流探测器结构示意图；
图中，1.探测器外壳 2.带通滤波单元 3.带通定位块 4.X射线阴极 5.阴极定位套 6.传输导体 7.高压导线 8.信号输出端口。
具体实施方式
下面结合图例对本发明的技术方案作出进一步解释。
一种透射带通型辐射流探测器，其特点是，该透射带通型辐射流探测器包括带通滤波单元2和X射线探测单元，带通滤波单元2和X射线探测单元之间设有带通定位块3；带通滤波单元2通过定位块3与外壳1实现了高精度定位连接。
本发明中的透射带通型滤波单元通过一体化设计后同时作为设备选能器件和x射线阳极；X射线探测单元在信号传导方面使用了等阻抗匹配传输设计；X射线探测单元在简化屏蔽结构后，使用小型化双层结构。
在一个优选的实施例中，带通滤波单元2包括X射线选能区、及位于图1所示的带通滤波单元2右端面的X射线阳极区；带通滤波单元2与传输导体6平行安装，以保证X射线选能的准确性及光电子飞行区域内的电场均匀性；带通滤波单元2采用基于微通道板的技术进行薄片化选能结构设计，可通过改变微通道板的长径比、斜切角等工艺参数来调整X射线选能段。
本发明使用透射带通滤波技术来进行选能，可通过带通滤波单元2来调整X射线选能段。
进一步，所述的X射线探测单元包括探测器外壳1、阴极定位套5、传输导体6、信号输出端口8。
如图1所示，1为外壳主体，其后端安装标准高带宽输出接口8，如，可选取50欧姆；接口8中心线缆通过渐变式导体6与前端X射线阴极区4连接，且导体6前端部分通过定位套5实现与外壳1的定位安装。本发明从传输导体6到信号输出端之间一直采用等阻抗匹配传输结构；本发明将探测器外屏蔽体和阻抗匹配做一体化设计，采用由传输导体6与外壳1构成的双层结构，相比传统的由导体、阻抗匹配层、屏蔽体组成三层结构，精简了透射带通型辐射流探测器结构。实际使用中可以结合实际环境状况通过夹持外壳1进行透射带通型辐射流探测器的整体安装。
进一步，所述的传输导体6与带通滤波单元2相对的一端的端面设有X射线阴极区4。本发明于传输导体6与带通滤波单元2相对的一端的端面镀有X射线光敏材料层，形成X射线阴极区4，该镀层的厚度及所选取的镀层材料取决于所需探测的X射线能段。
进一步，所述的X射线阴极区4可选用Au、CsI、Al等X射线光电材料。
进一步，所述的透射带通型辐射流探测器还包括与带通滤波单元2连接的高压导线7。通过高压导线对本辐射流探测器进行通电。
进一步，所述的带通定位块3、阴极定位套5均采用硬质、绝缘材料，如，选用聚四氟乙烯。
本发明通过采用：1使用带通滤波技术替代传统的多成镜来实现探测器选能；2将以往X射线探测单元的传输导体层、阻抗匹配层、电磁屏蔽层这样的三层式结构进行了优化设计，精简为导体层、阻抗匹配/屏蔽层两层，压缩了器件体积；3在X射线阴极与信号输出端之间使用了等阻抗匹配传输的设计，在减小阻抗变化带来的信号失真同时进一步压缩阻抗匹配外壳体积；4采用一体化设计，将传统辐射流探测中分离的选能、探测模块集成一体化。
本发明中通过透射带通滤波技术、双层结构X射线探测单元、等阻抗匹配传输、结构一体化等方式实现了辐射流探测器的小型化，在当前应用范例中采用本发明技术的探测器体积可以缩小一个量级。
本发明的透射带通型辐射流探测器，其选能器件及阳极均为带通器件，不含有传统结构中的多层镜及栅网等部件。
Claims (7)
1.一种透射带通型辐射流探测器，其特征在于：该透射带通型辐射流探测器包括带通滤波单元(2)和X射线探测单元，带通滤波单元(2)和X射线探测单元之间设有带通定位块(3)。
2.根据权利要求1所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的带通滤波单元(2)包括X射线选能区、X射线阳极区。
3.根据权利要求1所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的X射线探测单元包括探测器外壳(1)、阴极定位套(5)、传输导体(6)、信号输出端口(8)。
4.根据权利要求3所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的传输导体(6)与带通滤波单元(2)相对的一端的端面设有X射线阴极区(4)。
5.根据权利要求4所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的X射线阴极区(4)选用Au、CsI、Al中任一种。
6.根据权利要求1所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的透射带通型辐射流探测器还包括与带通滤波单元(2)连接的高压导线(7)。
7.根据权利要求3所述的透射带通型辐射流探测器，其特征在于：所述的带通定位块(3)、阴极定位套(5)均选用聚四氟乙烯。
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| GR01 | Patent grant | ||
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