一种小型化的X射线二极管制造技术

本发明专利技术涉及一种小型化的X射线二极管。该X射线二极管包括：光阴极、阳极网、储能电容、同轴输出结构和高压输入接口；所述光阴极固定设置在所述同轴输出结构的一端；所述光阴极与所述阳极网贴合设置；所述阳极网固定设置在所述储能电容的一端；所述储能电容的另一端与所述高压输入接口连接；所述同轴输出结构的另一端为脉冲信号输出端；所述光阴极、所述阳极网、所述储能电容、所述同轴输出结构和所述高压输入接口均置于一锥形体结构中。基于这一结构，本发明专利技术提供的X射线二极管相较于现有技术，其尺寸大幅减小，大幅度提高输出带宽，并去除外壳进一步减小体积，适应小型化能谱仪的要求，应用于X射线探测领域。用于X射线探测领域。用于X射线探测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化的X射线二极管


[0001]本专利技术涉及X射线
，特别是涉及一种小型化的X射线二极管。

技术介绍

[0002]X射线光谱分析常应用于元素分析、等离子体诊断、深空天文探测等领域，是生物、材料、天文，物理与化学等学科重要的研究工具。X射线能谱仪是用于X射线能谱测量的仪器，具备时间分辨(100ps)的功能。由于在X射线波段缺少类似光栅的高效分光器件，软X射线能谱仪一般通过滤片、平面镜或多层镜组合实现多通道划分，再结合计算机算法实现解谱。
[0003]一般的X射线源为各向同性的连续谱(黑体辐射)辐射源，但存在与物质相互作用过程，发射趋向与能量分布各向异性的情况。该条件下的lines
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of
‑
sight诊断则尤为重要。对于这种大型的光谱仪而言，由于其体积质量较大，端口固定不易调整，因此只能在固定角度进行探测，难以获取发射谱线的极角分布与赤道角分布。美国NIF装置曾经将Dante大型能谱仪固定在143
°
和64
°
极角处进行各项异性的等离子体诊断实验，但是光谱空间全分布必须依靠辐射流体动力学的复杂计算。小型能谱仪例如SENTINEL相对Dante光谱仪的最大优势是能够兼容操控杆，实现沿极地或赤道视线的探测，具备表征各向异性的X射线发射源的能力，是未来能谱探测的发展趋势。
[0004]X射线二极管是能谱仪必备的光电探测器件，X射线二极管由平行的阳极网和阴极构成，间隔1.5毫米，保持2500V的高压，形成均匀的强电场。X光光子通过阳极网入射到阴极上，产生光电子，光电子在电场作用下，从阴极移动到阳极，同时在外电路形成感应电流，抵消阴极失去的电子，电流通过信号电缆与示波器(50欧姆负载)连接，示波器将探测器输出的随时间变化的电流转换成随时间变化的电压波形记录下来。对于小型能谱仪，常规的X射线二极管因为体积过大，无法直接集成到小型能谱仪上。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种小型化的X射线二极管，能够实现在小型能谱仪上的应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种小型化的X射线二极管，包括：光阴极、阳极网、储能电容、同轴输出结构和高压输入接口；
[0008]所述光阴极固定设置在所述同轴输出结构的一端；所述光阴极与所述阳极网贴合设置；所述阳极网固定设置在所述储能电容的一端；所述储能电容的另一端与所述高压输入接口连接；所述同轴输出结构的另一端为脉冲信号输出端；所述光阴极、所述阳极网、所述储能电容、所述同轴输出结构和所述高压输入接口均置于一锥形体结构中。
[0009]优选地，所述光阴极为由基底和镀膜层形成的单层膜结构。
[0010]优选地，所述基底的制备材料为铜或铝。
[0011]优选地，制备所述镀膜层的材料包括：镍、金、铝、碳和钛。
[0012]优选地，所述阳极网为由材料镍制备得到的网状结构；所述阳极网的光子透过率大于80％。
[0013]优选地，所述光阴极的直径与所述同轴输出结构的一端的内径相等。
[0014]优选地，所述同轴输出结构的输出阻抗由所述同轴输出结构的内径和所述同轴输出结构的外径确定。
[0015]优选地，所述光阴极通过定位片固定设置在所述同轴输出结构的一端；采用连接链将所述同轴输出结构固定在所述锥形体结构中；所述定位片与所述连接链固定连接。
[0016]优选地，所述同轴输出结构的另一端外接一信号转接头；
[0017]所述同轴输出结构和所述信号转接头采用同一输出座固定。
[0018]优选地，所述储能电容包括：阳极筒和外壳；所述阳极筒和外壳间采用绝缘材料填充；
[0019]所述阳极网固定设置在所述阳极筒的一端；所述阳极筒的另一端通过电缆与所述高压输入接口连接；
[0020]所述储能电容的电容量通过填充的所述绝缘材料的厚度确定。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0022]本专利技术提供的小型化的X射线二极管，通过将光阴极、阳极网、储能电容、同轴输出结构和高压输入接口置于一锥形体结构中，能够大幅度减少探测器的尺寸。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的小型化的X射线二极管的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的X射线二极管的等效电路图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的同轴输出结构的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例提供的锥形体结构的结构示意图。
[0028]符号说明：
[0029]1‑
L16输出头，2
‑
输出芯，3
‑
输出连接针，4
‑
绝缘体，5
‑
密封圈，6
‑
输出座，7
‑
连接链，8
‑
定位片，9
‑
光阴极，10
‑
同轴输出结构，11
‑
高压输入接口，12
‑
阳极网，13
‑
储能电容，14
‑
阳极筒。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术的目的是提供一种小型化的X射线二极管，具有体积小的特点，能够解决现
有技术存在的常规的X射线二极管无法直接集成到小型能谱仪上的问题。
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0033]本专利技术提供的小型化的X射线二极管是一种可以应用于小型能谱仪的X射线二极管，如图1所示，本专利技术提供的小型化的X射线二极管包括：光阴极9、阳极网12、储能电容13、同轴输出结构10和高压输入接口11。其中，小型化的X射线二极管的等效电路如图2所示。
[0034]光阴极9固定设置在同轴输出结构10的一端。光阴极9与阳极网12贴合设置。阳极网12固定设置在储能电容13的一端。储能电容13的另一端与高压输入接口11连接。同轴输出结构10的另一端为脉冲信号输出端。光阴极9、阳极网12、储能电容13、同轴输出结构10和高压输入接口11均置于一锥形体结构中，锥形体的具体结构如图4所示。
[0035]为了减小体积，在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化的X射线二极管，其特征在于，包括：光阴极、阳极网、储能电容、同轴输出结构和高压输入接口；所述光阴极固定设置在所述同轴输出结构的一端；所述光阴极与所述阳极网贴合设置；所述阳极网固定设置在所述储能电容的一端；所述储能电容的另一端与所述高压输入接口连接；所述同轴输出结构的另一端为脉冲信号输出端；所述光阴极、所述阳极网、所述储能电容、所述同轴输出结构和所述高压输入接口均置于一锥形体结构中。2.根据权利要求1所述的小型化的X射线二极管，其特征在于，所述光阴极为由基底和镀膜层形成的单层膜结构。3.根据权利要求2所述的小型化的X射线二极管，其特征在于，所述基底的制备材料为铜或铝。4.根据权利要求3所述的小型化的X射线二极管，其特征在于，制备所述镀膜层的材料包括：镍、金、铝、碳和钛。5.根据权利要求1所述的小型化的X射线二极管，其特征在于，所述阳极网为由材料镍制备得到的网状结构；所述阳极网的光子透过率大于80％。6.根据权利要求1所述的小型...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱京涛，杨泽华，朱忆雪，屠洛涔，金宇，梅晓红，
申请(专利权)人：苏州闻道电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：