一种无增益微通道板变像管及选通X射线分幅相机制造技术

本发明专利技术涉及一种无增益微通道板变像管及选通X射线分幅相机，包括无增益微通道板变像管、针孔阵列、选通脉冲发生器、以及CCD摄像机，其中，无增益微通道板变像管连接选通脉冲发生器，接收选通脉冲发生器发射的选通脉冲信号；成像针孔阵列设置在无增益微通道板变像管的前侧，CCD摄像机设置在无增益微通道板变像管的后侧；X射线通过成像针孔阵列成像到无增益微通道板变像管，产生的光电子通过无增益微通道板进行选通，并被屏压加速，轰击无增益微通道板变像管的荧光屏后产生可见光，CCD摄像机采集荧光屏上的图像。通过实施本发明专利技术，可有效提高X射线分幅相机的时间分辨率。

A non gain microchannel plate variable image tube and gated X ray framing camera

The invention relates to a non gain microchannel plate variable image tube and a gated X ray frame camera, including the gain free microchannel plate image tube, the pinhole array, the gated pulse generator, and the CCD camera, in which the gain free microchannel plate variable image tube is connected to the gated pulse generator and the gated pulse generator is received by the gated pulse generator. Signal; the imaging pinhole array is set on the front side of the gain free microchannel plate image tube, the CCD camera is set on the back side of the gain free microchannel plate image tube; the X ray is imaging to the gain free microchannel plate image tube through the imaging pinhole array, and the photoelectrons produced are selected through the gain free microchannel plate, and are accelerated by the screen pressure. The visible light can be generated after the screen is changed without the gain of the microchannel plate, and the CCD camera can collect images on the screen. By implementing the invention, the time resolution of the X ray framing camera can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种无增益微通道板变像管及选通X射线分幅相机
本专利技术涉及分幅相机领域，更具体地说，涉及一种无增益微通道板变像管及选通X射线分幅相机。
技术介绍
微通道板(Microchannelplate,MCP)选通X射线分幅相机具有较高的时间分辨率和空间分辨率，是惯性约束聚变(inertialconfinementfusion,ICF)和Z-pinch实验中最重要的诊断设备之一。目前采用的有增益微通道板，由于微通道板中电子渡越时间弥散的限制，时间分辨率的提高难以取得突破性进展。目前实用化分幅相机的时间分辨率为60-100ps，采用薄微通道板(厚度为0.2mm)技术，可将时间分辨率提高至35ps左右，但这种相机的信噪比差，且薄微通道板脆弱。
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有增益微通道板时间分辨率不能满足ICF聚变燃烧阶段要求的缺陷，提供一种无增益微通道板变像管及选通X射线分幅相机。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无增益微通道板变像管，包括：微带阴极、阻抗渐变线、无增益微通道板和荧光屏，其中，所述微带阴极连接所述阻抗渐变线，并通过所述阻抗渐变线接收选通脉冲信号；所述微带阴极设置在所述无增益微通道板的输入面上，用于将接收的光信号转换为光电子；所述荧光屏设置在所述无增益微通道板的输出面侧，用于接收穿过所述无增益微通道板的光电子并发出荧光。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板变像管，所述微带阴极蒸镀在所述无增益微通道板的输入面上，所述微带阴极包括铜膜和金膜；所述无增益微通道板的输出面上蒸镀有与输入面上厚度相同的铜膜和金膜；所述金膜的厚度为150nm，所述铜膜的厚度为200nm。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板变像管，所述微带阴极为四条，每条所述微带阴极连接一个所述阻抗渐变线；所述微带阴极宽度为6mm，两条所述微带阴极间间隔为2mm；所述阻抗渐变线为指数式阻抗渐变线。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板变像管，所述无增益微通道板的斜切角为6°，厚度为0.5mm，通道直径为12μm；所述无增益微通道板的输出面距离所述荧光屏的距离为0.5mm。另，本专利技术还提供一种无增益微通道板选通X射线分幅相机，包括无增益微通道板变像管、针孔阵列、选通脉冲发生器、以及CCD摄像机，其中，所述无增益微通道板变像管连接所述选通脉冲发生器，接收所述选通脉冲发生器发射的选通脉冲信号；所述成像针孔阵列设置在所述无增益微通道板变像管的前侧，所述CCD摄像机设置在所述无增益微通道板变像管的后侧；X射线通过所述成像针孔阵列成像到所述无增益微通道板变像管，产生的光电子通过所述无增益微通道板变像管进行选通，并被屏压加速，轰击所述无增益微通道板变像管的荧光屏后产生可见光，所述CCD摄像机采集所述荧光屏上的图像。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板选通X射线分幅相机，所述选通脉冲发生器通过同轴线缆连接所述无增益微通道板变像管的射频接头；所述选通脉冲发生器包括雪崩三极管和二极管削波电路，所述雪崩三极管产生超快阶跃高压脉冲，再通过所述二极管削波电路对超快阶跃高压脉冲进行削波处理，输出所述选通脉冲信号。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板选通X射线分幅相机，所述选通脉冲发生器的输入端连接用于输出触发信号的触发电路，所述触发电路的输出端连接信号放大器，所述信号放大器通过可调延时电路连接所述选通脉冲发生器；所述触发信号经所述信号放大器放大后由所述可调延时电路进行延时处理，调整后的所述触发信号输入所述选通脉冲发生器。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板选通X射线分幅相机，所述无增益微通道板变像管包括：微带阴极、阻抗渐变线、无增益微通道板和荧光屏，其中，所述微带阴极连接所述阻抗渐变线，并通过所述阻抗渐变线接收选通脉冲信号；所述微带阴极设置在所述无增益微通道板的输入面上，用于将接收的光信号转换为光电子；所述荧光屏设置在所述无增益微通道板的输出面侧，用于接收穿过所述无增益微通道板的光电子发出荧光。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板变像管，所述微带阴极蒸镀在所述无增益微通道板的输入面上，所述微带阴极包括铜膜和金膜；所述无增益微通道板的输出面上蒸镀有与输入面上厚度相同的铜膜和金膜；所述金膜的厚度为150nm，所述铜膜的厚度为200nm。优选地，本专利技术所述的无增益微通道板变像管，所述微带阴极为四条，每条所述微带阴极连接一个所述阻抗渐变线；所述微带阴极宽度为6mm，两条所述微带阴极间间隔为2mm；所述阻抗渐变线为指数式阻抗渐变线；所述无增益微通道板的斜切角为6°，厚度为0.5mm，通道直径为12μm；所述无增益微通道板的输出面距离所述荧光屏的距离为0.5mm。本专利技术的无增益微通道板选通X射线分幅相机包括无增益微通道板变像管、针孔阵列、选通脉冲发生器、以及CCD摄像机，其中，无增益微通道板变像管连接选通脉冲发生器，接收选通脉冲发生器发射的选通脉冲信号；成像针孔阵列设置在无增益微通道板变像管的前侧，CCD摄像机设置在无增益微通道板变像管的后侧；X射线通过成像针孔阵列成像到无增益微通道板变像管，产生的光电子通过无增益微通道板进行选通，并被屏压加速，轰击无增益微通道板变像管的荧光屏后产生可见光，CCD摄像机采集荧光屏上的图像。通过实施本专利技术，有效提高X射线分幅相机的时间分辨率。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1-2是本专利技术一种无增益微通道板变像管的结构示意图；图3是本专利技术一种无增益微通道板选通X射线分幅相机的结构示意图；图4a是本专利技术分幅相机实验验证得到的静态图像；图4b是本专利技术分幅相机实验验证得到的动态图像；图5是本专利技术分幅相机实验验证得到的实验值和高斯拟合曲线图；图6是本专利技术分幅相机理论模拟得到的增益-时间曲线图；图7是本专利技术分幅相机实验验证得到的相机的时间分辨率、输出信号强度与直流偏置电压的关系图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。图1是本专利技术一种无增益微通道板变像管的结构示意图。具体的，该无增益微通道板变像管包括：微带阴极103、阻抗渐变线104、无增益微通道板101和荧光屏102，其中，微带阴极103连接阻抗渐变线104，并通过阻抗渐变线104接收选通脉冲信号；微带阴极103设置在无增益微通道板101的输入面上，用于将接收的光信号转换为光电子；另外，微带阴极103具有微带线的作用，传输选通脉冲。荧光屏102设置在无增益微通道板101的输出面侧，用于接收穿过无增益微通道板101的光电子并发出荧光。无增益微通道板101只做通道使用，不具有增益作用，即无增益微通道板101通道壁无二次电子发射层，电子与无增益微通道板101通道壁碰撞后将会被吸收而不会产生二次电子，只有发射能量和方向均合适的光电子才能不碰撞通道壁，从无增益微通道板101出射。微带阴极103蒸镀在无增益微通道板101的输入面上，微带阴极103包括铜膜和金膜，其中，铜膜首先蒸镀在无增益微通道板101的输入面上，然后再在铜膜上蒸镀金膜。无增益微通道板101的输出面上蒸镀有与输入面上厚度相同的铜膜和金膜，其中，无增益微通道板101的输出面上首先蒸镀铜膜，然后再在铜膜上蒸镀金膜，并且铜膜和金膜覆盖整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无增益微通道板变像管，其特征在于，包括：微带阴极(103)、阻抗渐变线(104)、无增益微通道板(101)和荧光屏(102)，其中，所述微带阴极(103)连接所述阻抗渐变线(104)，并通过所述阻抗渐变线(104)接收选通脉冲信号；所述微带阴极(103)设置在所述无增益微通道板(101)的输入面上，用于将接收的光信号转换为光电子；所述荧光屏(102)设置在所述无增益微通道板(101)的输出面侧，用于接收穿过所述无增益微通道板(101)的光电子并发出荧光。

【技术特征摘要】
1.一种无增益微通道板变像管，其特征在于，包括：微带阴极(103)、阻抗渐变线(104)、无增益微通道板(101)和荧光屏(102)，其中，所述微带阴极(103)连接所述阻抗渐变线(104)，并通过所述阻抗渐变线(104)接收选通脉冲信号；所述微带阴极(103)设置在所述无增益微通道板(101)的输入面上，用于将接收的光信号转换为光电子；所述荧光屏(102)设置在所述无增益微通道板(101)的输出面侧，用于接收穿过所述无增益微通道板(101)的光电子并发出荧光。2.根据权利要求1所述的无增益微通道板变像管，其特征在于，所述微带阴极(103)蒸镀在所述无增益微通道板(101)的输入面上，所述微带阴极(103)包括铜膜和金膜；所述无增益微通道板(101)的输出面上蒸镀有与输入面上厚度相同的铜膜和金膜；所述金膜的厚度为150nm，所述铜膜的厚度为200nm。3.根据权利要求1或2所述的无增益微通道板变像管，其特征在于，所述微带阴极(103)为四条，每条所述微带阴极(103)连接一个所述阻抗渐变线(104)；所述微带阴极(103)宽度为6mm，两条所述微带阴极(103)间间隔为2mm；所述阻抗渐变线(104)为指数式阻抗渐变线(104)。4.根据权利要求1所述的无增益微通道板变像管，其特征在于，所述无增益微通道板(101)的斜切角为6°，厚度为0.5mm，通道直径为12μm；所述无增益微通道板(101)的输出面距离所述荧光屏(102)的距离为0.5mm。5.一种无增益微通道板选通X射线分幅相机，其特征在于，包括无增益微通道板变像管、针孔阵列(30)、选通脉冲发生器(204)、以及CCD摄像机(40)，其中，所述无增益微通道板变像管连接所述选通脉冲发生器(204)，接收所述选通脉冲发生器(204)发射的选通脉冲信号；所述成像针孔阵列(30)设置在所述无增益微通道板变像管的前侧，所述CCD摄像机(40)设置在所述无增益微通道板变像管的后侧；X射线通过所述成像针孔阵列(30)成像到所述无增益微通道板变像管，产生的光电子通过所述无增益微通道板变像管进行选通，并被屏压加速，轰击所述无增益微通道板变像管的荧光屏(102)后产生可见光，所述CCD摄像机(40)采集所述荧光屏(102)上的图像。6.根据权利要求5所述的无增益微通道板选通X射线分幅...

【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