本发明专利技术公开了一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置，该装置包括多层膜球面镜、球面镜调整架、多层膜平面镜、平面镜调整架、接收部件和接收部件调整架，多层膜球面镜安装在球面镜调整架上，多层膜平面镜安装在平面镜调整架上，接收部件安装在接收部件调整架上，接收部件包括滤片压环、滤片、IP板和底片盒，IP板嵌设在底片盒中，滤片安装在IP板的左侧，在滤片的上端部和下端部均设有用于固定滤片的滤片压环，球面镜调整架、平面镜调整架、接收部件调整架均为三维调节架，多层膜球面镜、多层膜平面镜、接收部件的中心点所在的中轴线与激光束入射线相重合。本发明专利技术消除硬X射线和可见光对成像的干扰，实现对待测等离子体的软X射线准单能成像。
【技术实现步骤摘要】
一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置及安装方法
本专利技术涉及X射线成像领域，特别涉及到一种可用于等离子体自发光成像诊断的软X射线波段准单色成像装置及安装方法。
技术介绍
等离子体自发光成像是等离子体诊断中的一种重要诊断手段，广泛应用于高温稠密激光等离子体相关的各种研究中。等离子体的自发光成像，可以获得诸如激光焦斑形状、温度分布、尺寸、轮廓等信息，对于定性了解激光聚焦状态和等离子体状态具有重要意义。其中代表性的技术有X射线针孔成像、X射线KB成像等。这些技术获得了很好的应用效果，但这些技术相应的波段均为几keV的较硬X射线。与之对应的，基于软X射线波段的等离子体成像方法，相对比较少。所谓软X射线，这里指的是波长在5nm-30nm的波段。这一波段的辐射，对应的等离子体温度比较低，辐射的总体强度比较弱，因此常常被附近的高温稠密等离子体辐射出来的波长更短的X射线辐射所掩盖。因此针对这些软X射线的辐射的诊断，对于某些温度比较低的等离子体(如等离子体喷流、磁重联等)的诊断，具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种等离子体自发光软X射线准单色成像方法，该成像技术完好消除了硬X射线和可见光对成像的干扰，实现了对待测等离子体的软X射线准单能成像。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置，该装置包括多层膜球面镜、球面镜调整架、多层膜平面镜、平面镜调整架、接收部件和接收部件调整架，所述多层膜球面镜安装在球面镜调整架上，所述多层膜平面镜安装在平面镜调整架上，所述接收部件安装在接收部件调整架上，所述接收部件包括滤片压环、滤片、IP板和底片盒，所述IP板嵌设在底片盒中，所述滤片安装在IP板的左侧，在所述滤片的上端部和下端部均设有用于固定滤片的滤片压环，所述球面镜调整架、平面镜调整架、接收部件调整架均为三维调节架，所述多层膜球面镜、多层膜平面镜、接收部件的中心点所在的中轴线与激光束入射线相重合。所述多层膜球面镜的通光口为圆形，该通光口径为30mm，多层膜球面镜的球面曲率半径范围为200mm-1000mm。所述多层膜球面镜上镀制的多层膜的层数为20-100，每层膜的厚度为2nm-10nm，所述每层膜中包含一层Mo层和一层Si层，所述多层膜中Mo层和Si层依次交替排列。所述每层膜中Mo层和Si层的厚度比为1:1。所述多层膜平面镜的通光口为圆形，该通光口径为30mm。所述多层膜平面镜上镀制的多层膜的层数为20-100，每层膜的厚度为2nm-10nm，所述每层膜中包含一层Mo层和一层Si层，所述多层膜中Mo层和Si层依次交替排列。所述滤片由Zr薄膜、Al薄膜或Cu薄膜中的一种组成，具体采用那种材料根据具体情况选择，所述Zr薄膜、Al薄膜或Cu薄膜的厚度为100nm-5000nm。一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置的安装方法，该方法包括以下步骤：第一步，在靶点位置放置基准小球，即在待测等离子体位置精确放置基准小球，用作光路调试的基准，此步是通过靶室内的靶架机构和调整方法来实现；第二步，架设辅助激光器，选定成像光路的方向，在成像光路相反方向上架设辅助激光器和激光器调整架，通过激光器调整架调整辅助激光器的姿态，使得辅助激光器出射激光束中心穿过基准小球的中心；第三步，部件安装，根据激光束的走向，依次安装多层膜球面镜、球面镜调整架、多层膜平面镜、平面镜调整架、接收部件和接收部件调整架，使得多层膜球面镜、多层膜平面镜、接收部件的中心位置与激光束中心位置重合，在安装过程使得多层膜球面镜的入射角为1-5度；多层膜平面镜的入射角为2-20度；接收部件与激光束之间夹角为90度；各元器件满足成像关系和拟定的放大倍数M：1/u+1/v＝1/f，M＝v/u，其中，焦距f为多层膜球面镜曲率半径的一半，物距u为基准小球到多层膜球面镜的距离，像距v为多层膜球面镜到多层膜平面镜的距离与多层膜平面镜到接收部件的距离之和；第四步，成像质量精调，在所述第三步各部件安装完成后，进行成像质量精密调整，在接收部件前放置白纸接收屏，通过白纸接收屏观察基准小球的阴影像，通过调整球面镜调整架的一维平动调节装置，最终在白纸接收屏上实现清晰的基准小球的成像，在调整过程中，始终保持激光束在相应元件的中心位置；激光束会因为多层膜球面镜位置的变化，逐步偏离多层膜平面镜和接收部件的中心位置，因此在调整过程中需要随时调节各元件的二维俯仰和旋转，以保证激光束始终在相应元件的中心位置；第五步，部件锁定，调试结束后将各个调整架锁死，测量各个安装部件之间的距离；取下白纸接收屏，在所述白纸接收屏的位置上安装接收部件，取下辅助激光器和激光器调整架，取下基准小球，在所述基准小球的位置安装靶点。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：基于上述技术方案，本专利技术的一种用于等离子体自发光成像诊断的软X射线波段准单能成像方法，经过实践应用取得了如下技术效果：1、通过多层膜光学元件近正入射成像，可以获得待测等离子体自发光在软X射线波段的准单色成像，具有很窄的带宽和很高的空间分辨能力，对等离子体研究具有很大的实用意义；2、通过激光辅助调节，快速完成安装和调试，节省实验时间。附图说明以下参照附图对本专利技术作进一步说明，其中：图1为多层膜球面镜和多层膜平面镜的多层膜光学元件的反射曲线。图2为本专利技术成像方法的光路结构示意图。图3为本专利技术中接收部件的结构示意图。图4为本专利技术成像方法中利用激光辅助调节的光路结构示意图。具体实施方式下面我们结合附图和具体的实施例来对本专利技术一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置及安装方法作进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成以及应用方式。但不能以此来限制本申请的保护范围。如图2-图3所示，本实施例等离子体自发光软X射线准单色成像装置，该装置包括多层膜球面镜2、球面镜调整架3、多层膜平面镜4、平面镜调整架5、接收部件6和接收部件调整架7，所述多层膜球面镜2安装在球面镜调整架3上，所述多层膜平面镜4安装在平面镜调整架5上，所述接收部件6安装在接收部件调整架7上，所述接收部件6包括滤片压环61、滤片62、IP板63和底片盒64，所述IP板63嵌设在底片盒64中，所述滤片62安装在IP板63的左侧，在所述滤片62的上端部和下端部均设有用于固定滤片62的滤片压环61，所述球面镜调整架3、平面镜调整架4、接收部件调整架7均为三维调节架，三维调节架的调节包括平动或二维转动调节，其中所述平动调节范围大于±10mm，所述转动调节范围大于±5°，用于调节各元器件的姿态，所述多层膜球面镜2、多层膜平面镜4、接收部件6的表面中心点均与激光束入射线相重合。本实施例中接收部件6由滤片压环61、滤片62、IP板63和底片盒64组装而成。滤片压环61由铝制成，厚度6mm，中心通孔Φ36mm，外径Φ42mm，外侧有螺纹M42，滤片62由Zr薄膜、Al薄膜或Cu薄膜其中的一种组成，各种薄膜的厚度均为100nm-5000nm，尺寸为Φ40mm，IP板63由FujiFilm公司生产的型号为TR2025的IP板产品裁剪而成，厚度1mm，裁剪尺寸为Φ40mm，底片盒64为圆形铝制外壳，外径Φ60mm，厚度10mm，中间部分凹进直径Φ42mm，深8mm的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，该装置包括多层膜球面镜(2)、球面镜调整架(3)、多层膜平面镜(4)、平面镜调整架(5)、接收部件(6)和接收部件调整架(7)，所述多层膜球面镜(2)安装在球面镜调整架(3)上，所述多层膜平面镜(4)安装在平面镜调整架(5)上，所述接收部件(6)安装在接收部件调整架(7)上，所述接收部件(6)包括滤片压环(61)、滤片(62)、IP板(63)和底片盒(64)，所述IP板(63)嵌设在底片盒(64)中，所述滤片(62)安装在IP板(63)的左侧，在所述滤片(62)的上端部和下端部均设有用于固定滤片(62)的滤片压环(61)，所述球面镜调整架(3)、平面镜调整架(4)、接收部件调整架(7)均为三维调节架，所述多层膜球面镜(2)、多层膜平面镜(4)、接收部件(6)的中心点所在的中轴线与激光束入射线相重合。
【技术特征摘要】
1.一种等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，该装置包括多层膜球面镜(2)、球面镜调整架(3)、多层膜平面镜(4)、平面镜调整架(5)、接收部件(6)和接收部件调整架(7)，所述多层膜球面镜(2)安装在球面镜调整架(3)上，所述多层膜平面镜(4)安装在平面镜调整架(5)上，所述接收部件(6)安装在接收部件调整架(7)上，所述接收部件(6)包括滤片压环(61)、滤片(62)、IP板(63)和底片盒(64)，所述IP板(63)嵌设在底片盒(64)中，所述滤片(62)安装在IP板(63)的左侧，在所述滤片(62)的上端部和下端部均设有用于固定滤片(62)的滤片压环(61)，所述球面镜调整架(3)、平面镜调整架(4)、接收部件调整架(7)均为三维调节架，所述多层膜球面镜(2)、多层膜平面镜(4)、接收部件(6)的中心点所在的中轴线与激光束入射线相重合。2.根据权利要求1所述的等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，所述多层膜球面镜(2)的通光口为圆形，该通光口径为30mm，多层膜球面镜(2)的球面曲率半径范围为200mm-1000mm。3.根据权利要求2所述的等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，所述多层膜球面镜(2)上镀制的多层膜的层数为20-100，每层膜的厚度为2nm-10nm，所述每层膜中包含一层Mo层和一层Si层，所述多层膜中Mo层和Si层依次交替排列。4.根据权利要求3所述的等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，所述每层膜中Mo层和Si层的厚度比为1:1。5.根据权利要求1所述的等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，所述多层膜平面镜(5)的通光口为圆形，该通光口径为30mm。6.根据权利要求1所述的等离子体自发光软X射线准单色成像装置，其特征在于，所述多层膜平面镜(5)上镀制的多层膜的层数为20-100，每层膜的厚度为2nm-10nm，所述每层膜中包含一层Mo层和一层Si层，所述多层膜中Mo层和Si层依次交替排列。7.根据权利要求1-6任一所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琛，熊俊，方智恒，安红海，贺芝宇，曹兆栋，谢志勇，郭尔夫，王伟，王轶文，张众，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31
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