门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法，该门控分幅相机包括：微通道板变像管，用于接收光信号，并对所述光信号进行处理转换形成相应的光电子；门控脉冲发生器，与微通道板变像管连接，用于产生脉冲信号至微通道变像管以选通光电子；微通道板变像管还接收并根据脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；摄像头，与微通道板变像管连接，采集微通道板变像管产生的可见光动态图像，以获得可见光动态图像的光点像动态分布。本发明专利技术可较好地满足惯性约束聚变实验的要求，所采用的触发晃动测量方法可以获得更为准确的触发晃动测量结果。

【技术实现步骤摘要】
门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法
本专利技术涉及超快诊断
，更具体地说，涉及一种门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法。
技术介绍
在惯性约束聚变(inertialconfinementfusion,ICF)实验中，ns量级的激光等离子体X射线辐射包含极其丰富的物理信息，需要采用具有ps量级时间分辨的超快相机对X射线辐射特性进行诊断，即超快诊断技术。超快诊断技术是研究激光等离子体随时间演化、辐射输运、各种动力学过程等物理现象不可或缺的关键技术。由于门控微通道板(microchannelplate,MCP)分幅相机可以获得X射线辐射的二维空间分布及其时间特性，因而被广泛应用于ICF实验。目前门控MCP分幅相机正朝着两个方向发展：一是增大MCP面积，二是提高时间分辨率。MCP较薄弱，增大其面积比较困难，增大面积的方法是将多个MCP进行拼接，目前获得最大MCP面积是105mm×105mm。由于MCP中电子渡越时间弥散较大，限制了时间分辨率的进一步提高，使得MCP门控分幅相机的时间分辨率在60-100ps。薄的MCP(厚度0.2mm)可以减小电子渡越时间弥散，将时间分辨率提高至35ps左右，但这种相机比较脆弱、增益低、信噪比差。近年来，美国LawrenceLivermoreNationalLaboratory提出采用电子束展宽技术来提高时间分辨率，成功地将时间分辨率提高至10ps以内，该技术正处于探索阶段，采用该技术的时间展宽X射线分幅相机的空间分辨率还有待进一步提高。随着ICF研究的不断深入，对超快诊断设备的精密化要求越来越高，要求具有时间分辨的相机能够给出采集图像相对等离子体作用初始时刻的关系，如：在内爆压缩与压缩对称性研究中，需要将X射线分幅相机的门控脉冲信号引出与激光脉冲信号相比较，使得X射线信号与激光脉冲信号能够在时间上关联起来，从而通过内爆压缩的分幅背光图像来研究内爆推进层内界面的运动轨迹等。这些实验数据准确度的影响因素之一为X射线分幅相机的触发晃动。为了满足ICF研究的需求，需提供一种改进的门控分幅相机及其触发晃动测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种门控分幅相机及其触发晃动测量装置、方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种门控分幅相机，该门控分幅相机包括：微通道板变像管，用于接收光信号，并对所述光信号进行处理转换形成相应的光电子；门控脉冲发生器，与所述微通道板变像管连接，用于产生脉冲信号至所述微通道变像管以选通所述光电子；所述微通道板变像管还接收并根据所述脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；摄像头，与所述微通道板变像管连接，采集所述微通道板变像管产生的可见光动态图像，以获得所述可见光动态图像的光点像动态分布。优选地，所述微通道板变像管包括基板和微通道板，所述基板上设有供所述基板与微通道板连接的射频接口；所述微通道板变像管还包括微通道板和阻抗渐变线，所述微通道板通过所述阻抗渐变线与所述射频接口连接，所述微通道板还通过所述射频接口与所述门控脉冲发生器连接。优选地，所述微通道板变像管包括多条间隔设置的微带线，每一条所述微带线的两端分别通过一条所述阻抗渐变线连接所述射频接口；每一条所述微带线为光电阴极或选通脉冲传输线。优选地，所述微通道板包括输入层和输出层，其中，所述多条间隔设置的微带线设置在所述微通道板的输入层，通过所述微带线接收直流电压或脉冲电压；所述输出层接地。优选地，所述微通道板的输入层包括依次设置的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层为铜层，所述第二金属层为金层。优选地，所述微通道板变像管还包括与所述微通道板的输出层相对设置的荧光屏，所述荧光屏用于接收所述微通道板输出的电子以转换为相应的可见光。本专利技术还提供一种门控分幅相机的触发晃动测量装置，包括、激光器、延时电路、第一探测器、第二探测器、光信号传输模块、透镜组、示波器以及前述任一项所述的门控分幅相机；所述激光器，用于产生第一激光信号和第二激光信号；所述第一探测器与所述示波器连接，用于将所述第二激光信号转换为第二电脉冲信号并发送至所述示波器，所述示波器接收所述电脉冲信号并监测所述电脉冲信号的幅值；所述光信号传输模块，接收并处理所述第一激光信号产生相应的光信号所述透镜组设置在所述光信号传输模块与所述微通道板变像管之间，用于将所述光信号传输模块所产生的光信号成像至所述微通道板变像管；所述第二探测器通过所述延时电路与所述门控脉冲发生器连接，用于将所述第二激光信号转换为触发信号，以触发所述门控脉冲发生器产生脉冲信号至所述微通道板变像管，通过所述脉冲信号控制所述微通道板变像管，以选通所述光信号形成的光电子；所述延时电路用于调节所述第二探测器产生的触发信号传输至所述门控脉冲发生器的时间，以使所述光信号与所述脉冲信号同时到达所述微通道板变像管。本专利技术还提供一种门控分幅相机的触发晃动测量方法，所述测量方法通过上述的门控分幅相机的触发晃动测量装置实现，包括以下步骤：S1、利用激光器产生第一激光信号和第二激光信号；S2、第二探测器接收所述第二激光信号，并将所述第二激光信号转换为触发信号，通过所述触发信号触发门控脉冲发生器产生相应的脉冲信号至微通道板变像管；S3、使用光信号传输模块接收并处理所述第一激光信号产生相应的光信号，并通过透镜组成像至所述微通道板变像管；S4、通过延时电路调节所述触发信号传输至所述门控脉冲发生器的时间，以控制所述脉冲信号与所述光信号同时到达所述微通道板变像管；S5、所述微通道板变像管接收所述光信号并将其处理转换形成相应的光电子，同时根据所述脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；S6、通过摄像头采集所述可见光动态图像，获得所述可见光动态图像的光点像动态分布；S7、对所述可见光动态图像的光点像动态分布进行归一化处理，获得所述门控分幅相机的触发晃动。优选地，所述步骤S1之前包括：S1-1、获取门控分幅相机的静态图像；S1-2、根据所述静态图像，获得光点像静态分布。优选地，所述步骤S7包括：S71、根据步骤S1-2所获得的光点像静态分布，对所述光点像动态分布进行归一化处理，获得归一化动态图像的光强-空间分布；S72、将所述归一化动态图像的光强-空间分布转换为光强-时间分布；S73、将步骤S72所获得的所有数据进行拟合，以获得所述动态图像的强度-时间分布曲线，利用所述强度-时间分布曲线获得所述门控分幅相机的触发晃动。实施本专利技术的门控分幅相机及其晃动测量装置、方法，具有以下有益效果：本专利技术的门控分幅相机可较好地满足惯性约束聚变实现的要求，所采用的触发晃动测量装置及测量方法可获得更为准确的触发晃动测量结果、精度更高、稳定性好。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术门控分幅相机实施例功能框图；图2是本专利技术门控分幅相机在激光核聚变实验中的实施例的结构示意图；图3是本专利技术微通道板变像管的结构示意图；图4是本专利技术荧光屏的结构示意图；图5是本专利技术门控分幅相机的触发晃动测量装置结构示意图；图6是本专利技术门控分幅相机的触发晃动测量方法的流程示意图；图7是本专利技术门控脉冲发生器的脉冲波形图；图8是本专利技术光信号传输模块实施例的排列示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种门控分幅相机，其特征在于，包括：微通道板变像管，用于接收光信号，并对所述光信号进行处理转换形成相应的光电子；门控脉冲发生器，与所述微通道板变像管连接，用于产生脉冲信号至所述微通道板变像管以选通所述光电子；所述微通道板变像管还接收根据所述脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；摄像头，与所述微通道板变像管连接，采集所述微通道板变像管产生的可见光动态图像，以获得所述可见光动态图像的光点像动态分布。

【技术特征摘要】
1.一种门控分幅相机，其特征在于，包括：微通道板变像管，用于接收光信号，并对所述光信号进行处理转换形成相应的光电子；门控脉冲发生器，与所述微通道板变像管连接，用于产生脉冲信号至所述微通道板变像管以选通所述光电子；所述微通道板变像管还接收根据所述脉冲信号选通所形成的光电子，产生相应的可见光动态图像；摄像头，与所述微通道板变像管连接，采集所述微通道板变像管产生的可见光动态图像，以获得所述可见光动态图像的光点像动态分布。2.根据权利要求1所述的门控分幅相机，其特征在于，所述微通道板变像管包括基板和微通道板，所述基板上设有供所述基板与微通道板连接的射频接口；所述微通道板变像管还包括阻抗渐变线，所述微通道板通过所述阻抗渐变线与所述射频接口连接，所述微通道板还通过所述射频接口与所述门控脉冲发生器连接。3.根据权利要求2所述的门控分幅相机，其特征在于，所述微通道板变像管包括多条间隔设置的微带线，每一条所述微带线的两端分别通过一条所述阻抗渐变线连接所述射频接口；每一条所述微带线为光电阴极或选通脉冲传输线。4.根据权利要求3所述的门控分幅相机，其特征在于，所述微通道板包括输入层和输出层，其中，所述多条间隔设置的微带线设置在所述微通道板的输入层，通过所述微带线接收直流电压或脉冲电压；所述输出层接地。5.根据权利要求4所述的门控分幅相机，其特征在于，所述微通道板的输入层包括依次设置的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层为铜层，所述第二金属层为金层。6.根据权利要求4所述的门控分幅相机，其特征在于，所述微通道板变像管还包括与所述微通道板的输出层相对设置的荧光屏，所述荧光屏用于接收所述微通道板输出的电子以转换为相应的可见光。7.一种门控分幅相机的触发晃动测量装置，其特征在于，包括激光器、延时电路、第一探测器、第二探测器、光信号传输模块、透镜组、示波器以及如权利要求1-6任一项所述的门控分幅相机；所述激光器，用于产生第一激光信号和第二激光信号；所述第一探测器与所述示波器连接，用于将所述第二激光信号转换为第二电脉冲信号并发送至所述示波器，所述示波器接收所述电脉冲信号并监测所述电脉冲信号的幅值；所述光信号传输模块，接收并处理所述第一激光信号产生相应的光信号；所述透镜组设置在所述光信号传输模块与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡厚智，刘进元，周帆，龙井华，付文勇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44