基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及激光聚变研究领域和X射线探测技术领域，尤其是提供一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法，其中背光照相方法包括基于单束激光首次聚焦作用初级靶产生初级X射线源；未作用在初级靶上的透射激光从初级靶外侧透射至聚焦光学器件上，利用聚焦光学器件二次聚焦并将透射激光焦斑变小；基于二次聚焦后的透射激光作用次级靶产生次级X射线源；利用图像采集装置实现背光照相。其目的在于，用以解决现有激光X射线照相方法中单束激光作用靶一次只能够产生一个X射线源的技术问题，实现基于单束激光同轴或双轴的双时刻X射线背光照相的技术效果。线背光照相的技术效果。线背光照相的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法


[0001]本专利技术涉及激光聚变研究领域和X射线探测
，具体而言，涉及基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，基于X射线高穿透能力的透视照相技术获得物体的内部结构信息，在工业无损检测、医学诊断、科学研究等领域得到了广泛的应用；传统的X射线源包括：放射源、X光机、加速器X光源等；随着强激光工程技术的进步，基于强激光产生了多种新型的超快超强X射线源；由于大能量皮秒激光和飞秒激光聚焦后的功率密度超过相对论强度(约为10
18
W/cm2)，因此打靶可以产生大量MeV的高能电子进而产生高亮度高能量的X射线源；上述新型的X射线源的脉冲宽度通常短于0.1ns，当应用于高速运动(速度1～1000km/s)物体的瞬态照相时，可以将运动带来的图像模糊减小至0.1mm以下，结合激光X源小焦斑的优点可以实现高分辨X光照相；因此基于激光X射线源的超快高能X光照相在高能量密度物理和惯性约束聚变等领域中得到广泛应用。
[0003]基于激光X射线源超快高能X射线照相的应用时，受限于激光X光源的数目、客体的高速运动特性和图像记录系统有限的时间分辨，难以同时获得多时刻多角度照相图像；将高速运动的客体旋转实现多角度照相以及提高大面阵图像记录系统的时间分辨至ps级别，面临着非常困难的工程和科学难题；
[0004]现有技术中，通过增加皮秒激光数目增加激光X光源数目，通过改变激光打靶时刻可以实现多角度多时刻的超快高能X射线照相应用，例如用于惯性约束聚变的康普顿照相应用等；但上述技术方案中单束激光作用靶一次只能够产生一个X射线源，这种增加打靶的激光数目的方案，会增加系统规模和复杂性，带来了极大的经济成本；为此，我们提出一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统及方法，用以解决
技术介绍
中现有激光X射线照相方法中单束激光作用靶一次只能够产生一个X射线源的技术问题，实现基于单束激光同轴或双轴的双时刻X射线背光照相的技术效果。
[0006]本专利技术第一方面的技术方案提供了一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，包括依次间隔设置的聚焦光学器件、待测客体以及图像采集装置，所述聚焦光学器件靠近待测客体的一侧设有两个焦点，两个焦点上分别设有初级靶和次级靶。
[0007]进一步地，所述初级靶的截面尺寸配置为小于入射激光的焦斑。
[0008]进一步地，所述初级靶是微丝靶或微球靶。
[0009]进一步地，所述次级靶是微丝靶、微球靶、平面靶中的一种。
[0010]进一步地，所述聚焦光学器件采用椭球面聚焦镜。
[0011]本专利技术第二方面的技术方案提供了一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相方
法，包括如下步骤：
[0012]基于单束激光首次聚焦作用初级靶产生初级X射线源；
[0013]未作用在初级靶上的透射激光从初级靶外侧透射至聚焦光学器件上，利用聚焦光学器件二次聚焦并将透射激光焦斑变小；
[0014]基于二次聚焦后的透射激光作用次级靶产生次级X射线源；
[0015]利用图像采集装置实现背光照相。
[0016]进一步地，该方法还包括：
[0017]通过改变待测客体与聚焦光学器件两个焦点之间的位置，进而调节照相角度，实现同轴照相或双轴照相；
[0018]通过调节聚焦光学器件的参数或待测客体与聚焦光学器件两个焦点之间的距离，进而调节照相时刻，实现同轴双时刻照相或双轴双时刻照相。
[0019]进一步地，所述通过改变待测客体与聚焦光学器件两个焦点之间的位置，进而调节照相角度，实现同轴照相具体包括：
[0020]将待测客体配置为放置在聚焦光学器件两个焦点连线的延长线上，以使待测客体与两个焦点共线分布，实现同轴照相。
[0021]进一步地，所述通过改变待测客体与聚焦光学器件两个焦点之间的位置，进而调节照相角度，实现双轴照相具体包括：
[0022]将待测客体配置为放置在聚焦光学器件两个焦点连线且远离聚焦光学器件的一侧，以使待测客体与两个焦点三角分布，实现双轴照相。
[0023]进一步地，该方法还包括：
[0024]将次级靶截面尺寸配置为小于二次聚焦后的光斑直径，以提高X射线源的空间分辨率；或者，将次级靶截面尺寸配置为大于二次聚焦后的光斑直径，以提升激光能量利用率。
[0025]本专利技术的有益效果包括：
[0026]1.本专利技术通过设置聚焦光学器件，结合初级靶和次级靶，实现了单束激光一次打靶产生初级X射线源和次级X射线源两个X射线源；另一方面，通过改变待测客体与聚焦光学器件两个焦点之间的位置，利用图像采集装置实现了基于单束激光同轴或双轴的双时刻X射线背光照相的技术效果；与现有技术相比，减少了实现双时刻照相对激光器数目的需求，降低了经济成本。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的背光照相系统的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的同轴双时刻背光照相的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的双轴双时刻背光照相的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例提供的背光照相方法的流程示意图。
[0032]图标：100
‑
聚焦光学器件，110
‑
二次聚焦的透射激光，200
‑
待测客体，300
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图像采集装置，400
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初级靶，410
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透射激光，420
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初级X射线源，500
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次级靶，510
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次级X射线源，600
‑
入射激光。
具体实施方式
[0033]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描述。
[0034]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]请参看图1所示，本专利技术第一方面的技术方案提供了一种基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，包括依次间隔设置的聚焦光学器件100、待测客体200以及图像采集装置300，所述聚焦光学器件100靠近待测客体200的一侧设有两个焦点，两个焦点上分别设有初级靶400和次级靶500；
[0036]优选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，其特征在于，包括依次间隔设置的聚焦光学器件、待测客体以及图像采集装置，所述聚焦光学器件靠近待测客体的一侧设有两个焦点，两个焦点上分别设有初级靶和次级靶。2.根据权利要求1所述的基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，其特征在于，所述初级靶的截面尺寸配置为小于入射激光的焦斑。3.根据权利要求1所述的基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，其特征在于，所述初级靶是微丝靶或微球靶。4.根据权利要求1所述的基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，其特征在于，所述次级靶是微丝靶、微球靶、平面靶中的一种。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于单束激光的双时刻X射线背光照相系统，其特征在于，所述聚焦光学器件采用椭球面聚焦镜。6.基于单束激光的双时刻X射线背光照相方法，其特征在于，包括如下步骤：基于单束激光首次聚焦作用初级靶产生初级X射线源；未作用在初级靶上的透射激光从初级靶外侧透射至聚焦光学器件上，利用聚焦光学器件二次聚焦并将透射激光焦斑变小；基于二次聚焦后的透射激光作用次级靶产生次级X射线源；利用图像采集装置实现背光照相。7.根据权利要求6所述的基于单束激光的双时刻X射线背光照相方法，其特征在于，该方法还...

【专利技术属性】
技术研发人员：于明海，卢峰，王少义，闫永宏，张天奎，田超，杨月，朱斌，谭放，张晓辉，张杰，温家星，辛建婷，吴玉迟，周维民，谷渝秋，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：