發(fā)布時(shí)間：2021-09-15 09:39

　　為了實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變（ICF）靶丸幾何尺寸的高精度、高效率檢測(cè),開(kāi)展了靶丸X射線數(shù)字化成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制。首先,分析了X射線直接投影成像和X射線透鏡耦合顯微成像的適用范圍,根據(jù)ICF靶丸尺寸小、吸收襯度弱的特點(diǎn),確定了基于X射線透鏡耦合顯微成像的技術(shù)路線。然后,分析了影響系統(tǒng)成像分辨率、圖像襯度和測(cè)量效率的關(guān)鍵因素,確定了低幾何放大成像,低電壓、小焦點(diǎn)、高功率X射線源及高分辨CCD探測(cè)的總體技術(shù)方案,該方案能夠有效抑制相襯效應(yīng)和半影誤差,解決了現(xiàn)有X射線數(shù)字成像設(shè)備測(cè)量靶丸時(shí)邊緣擴(kuò)展嚴(yán)重、尺寸測(cè)量誤差大的問(wèn)題。最后,對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)成像襯度良好,成像效率較高,分辨率優(yōu)于0.5μm。靶丸幾何尺寸的測(cè)量不確定度可達(dá)0.9μm（k=2）,滿足ICF靶丸幾何尺寸高精度、高效率的檢測(cè)需求。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(02)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

X射線直接投影成像原理

式中:Mg為樣品X射線圖像投影至閃爍片上引起的幾何放大比例,計(jì)算方法同式(1)相似;Mo為顯微物鏡組的放大倍數(shù)。改變Mg或Mo均可調(diào)節(jié)圖像的放大倍數(shù)。上述兩種X射線數(shù)字成像模式中,X射線源的焦點(diǎn)尺寸均是影響系統(tǒng)性能的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。設(shè)焦點(diǎn)直徑尺寸為d,焦點(diǎn)引起的半影誤差Rf的計(jì)算公式可表示為[13]:

Ι=Ι 0 exp(-μ m ρx).?????? ??? (9)從式(9)可知,X射線透射強(qiáng)度I同穿過(guò)物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)μm、密度ρ和厚度x相關(guān),在ρ,x相近時(shí),μm對(duì)圖像襯度起決定性作用。圖3為C,Si的質(zhì)量吸收系數(shù)曲線,從圖中可以看出,當(dāng)光子能量在10～20 keV時(shí),兩種元素的質(zhì)量吸收系數(shù)相對(duì)差異較大,即該能量范圍內(nèi)光子對(duì)GDP(Si)靶丸具有較好的成像襯度。

【參考文獻(xiàn)】：
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