X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于像質(zhì)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在等離子體診斷、無損檢測、醫(yī)學(xué)成像等方面的研究與應(yīng)用中，人們廣泛采用X射線平面探測器作為是X射線成像系統(tǒng)的記錄介質(zhì)?？臻g分辨率是評(píng)價(jià)X射線平面探測器成像性能最重要的指標(biāo)之一。通常X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置包括:χ射線源、分辨率板、濾片和X射線平面探測器，測量方式有兩種，第一種方式是:分辨率板緊貼在X射線平面探測器感光面上，通過X射線源輻照分辨率板即可獲得X射線平面探測器的空間分辨率。該方法可以準(zhǔn)確測得空間分辨率，但是因分辨率板與感光面直接接觸，容易造成X射線平面探測器的感光面永久性損傷，特別是當(dāng)X射線平面探測器感光面施加高壓時(shí)，極易發(fā)生打火放電；第二種方式是:所述的分辨率板遠(yuǎn)離X射線平面探測器感光面一定距離，該設(shè)置下分辨率板充當(dāng)了成像元件，X射線平面探測器感光面上的空間頻率與設(shè)置值必然出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致X射線平面探測器的空間分辨率測量結(jié)果不準(zhǔn)確。此外，通常X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置必須使用高線對(duì)密度的分辨率板，以獲得X射線平面探測器的極限空間分辨率。然而，當(dāng)分辨率板的線對(duì)密度值大于20Lp/mm時(shí)，線條和間距寬度僅小于25μπι，難以制作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置。
[0004]—種X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，包括X射線發(fā)生裝置、分辨率板、濾片和X射線平面探測器，其特點(diǎn)是，分辨率板和X射線平面探測器之間設(shè)有針孔，X射線發(fā)生裝置發(fā)出的中心光線依次穿過分辨率板的中心、濾片的中心、針孔、X射線平面探測器的感光面的中心。
[0005]所述的分辨率板通過桿架I固定在平移臺(tái)I上，平移臺(tái)I固定在腔體的下表面，平移臺(tái)I沿光路方向直線運(yùn)動(dòng);所述的濾片通過桿架Π固定在平移臺(tái)II上，基板上開有圓形的針孔，基板通過桿架III固定在平移臺(tái)II上，平移臺(tái)II固定在腔體的下表面，平移臺(tái)II沿光路方向直線運(yùn)動(dòng);所述的腔體的一端與X射線發(fā)生裝置連接，另一端與X射線平面探測器連接。
[0006]所述的X射線發(fā)生裝置為X射線管、同步輻射裝置、激光打靶裝置、Z-Pinch裝置中的一種。
[0007]所述的X射線平面探測器的感光面為平面結(jié)構(gòu)，X射線平面探測器為條紋相機(jī)、門控分幅相機(jī)、像增強(qiáng)器、閃爍體輻射探測器、ICCD、微光夜視儀中的一種。
[0008]所述的分辨率板由漸變線對(duì)密度的線對(duì)束或單一線對(duì)密度的線對(duì)束構(gòu)成，線對(duì)密度值小于等于10.0Lp/mm，線條材料為鉭、媽、金、鈾、鉛中的一種。
[0009]所述的濾片材料為鈹、碳、鎂、鋁、鈦、釩、鐵、鎳、銅、鋅中的一種。
[0010]所述的基板材料為鉭、鎢、金、鉑、鉛中的一種。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明的分辨率板、針孔、X射線平面探測器構(gòu)成針孔成像系統(tǒng)，分辨率板作為“物”被針孔成像到X射線平面探測器的感光面上，生成的“像”具有線對(duì)束結(jié)構(gòu)，因此分辨率板無需直接接觸X射線平面探測器的感光面，不損傷X射線平面探測器的感光面；
2.由于X射線平面探測器的感光面上的“像”的線對(duì)密度等于分辨率板的線對(duì)密度除以針孔成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)M，調(diào)節(jié)平移臺(tái)I或平移臺(tái)II，設(shè)置M小于1，即可利用低線對(duì)密度的分辨率板獲得高線對(duì)密度的“像”，因此本發(fā)明無需使用高線對(duì)密度的分辨率板，降低了分辨率板制作難度；
3.通過調(diào)節(jié)平移臺(tái)1、平移臺(tái)II，改變針孔成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)M，或者使用漸變線對(duì)密度的分辨率板，容易實(shí)現(xiàn)X射線平面探測器的感光面上的“像”的線對(duì)密度在0.51p/mm?501p/mm區(qū)間由小到大連續(xù)變化，拓展了線對(duì)密度的上限，可以準(zhǔn)確判斷X射線平面探測器恰好不能分辨的線對(duì)密度，提高了極限空間分辨率的測量準(zhǔn)確度。
[0012]本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置提高了測量準(zhǔn)確度，降低了分辨率板制作難度，且不損傷X射線平面探測器的感光面。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為10.0Lp/mm分辨率板的不意圖；
圖3為扇形分辨率板的示意圖；
圖中，1.X射線管2.腔體3.分辨率板4.桿架I 5.平移臺(tái)I 6.濾片7.桿架Π 8.平移臺(tái)Π 9.基板10.桿架ΙΠ 11.針孔12.陰極微帶13.分幅變像管14.CXD相機(jī)15.中心光線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
[0015]實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為10.0Lp/mm分辨率板的示意圖。在圖1?圖2中，本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，包括X射線管1、分辨率板3、濾片6和X射線分幅相機(jī)，X射線分幅相機(jī)由陰極微帶12、分幅變像管13和CCD相機(jī)14構(gòu)成，陰極微帶12鍍制在分幅變像管13的微通道板上，分幅變像管13與CCD相機(jī)14近貼耦合連接;分辨率板3和X射線分幅相機(jī)之間設(shè)有針孔11，X射線發(fā)生裝置發(fā)出的中心光線15依次穿過分辨率板3的中心、濾片6的中心、針孔11、陰極微帶12的中心；其連接關(guān)系是，分辨率板3通過桿架I 4固定在平移臺(tái)I 5上，平移臺(tái)I 5固定在腔體2的下表面;濾片6通過桿架Π 7固定在平移臺(tái)II 8上，基板9上開有孔徑ΙΟμπι的圓形針孔11，基板9通過桿架III 10固定在平移臺(tái)II 8上，平移臺(tái)II 8固定在腔體16的下表面;腔體2的一端與X射線發(fā)生裝置連接，另一端與X射線分幅變像管13連接。
[0016]平移臺(tái)15、平移臺(tái)Π8皆為電動(dòng)平移臺(tái)，以方便人在腔體2外操作，改變針孔11成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)Μ。如圖2所示，本實(shí)施例中分辨率板3的線對(duì)密度為10.0Lp/mm。初始設(shè)置放大倍數(shù)M=20，則陰極微帶12上的“像”的線對(duì)密度為10.0Lp/mm + 20=0.5Lp/mm。繼續(xù)驅(qū)動(dòng)平移臺(tái)，使針孔11成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)M由大到小變化，當(dāng)放大倍數(shù)M=0.4時(shí)，CCD相機(jī)9記錄的線對(duì)束恰好不可分辨，則門控分幅相機(jī)的空間分辨率為10.0Lp/mm-0.4=25.0Lp/mm。
[0017]濾片6為50μπι厚的鈹濾片，它能阻擋可見光并透過大部分的X射線，X射線能量為1.3keV時(shí)，透過率達(dá)到10%，Χ射線能量越高，透過率越高?；?為50μπι厚的鉭基板，對(duì)于1keV以下的X射線，透過率小于0.035%，因此制作在基板9上的針孔11可實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度成像。分辨率板3的線條由25μπι厚的鉛制作，對(duì)于I OkeV以下的X射線，透過率小于2.5%，因此可以提供高對(duì)比度的線對(duì)束。
[0018]實(shí)施例2
圖1為本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為扇形分辨率板的示意圖。除去分辨率板3不同于實(shí)施例1之外，X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置的其他結(jié)構(gòu)均是相同的。如圖3所示，本實(shí)施例中分辨率板3為扇形分辨率板，線對(duì)密度由1.0Lp/mm漸變至10.0LP/mm，標(biāo)示了相應(yīng)的刻度值。調(diào)節(jié)平移臺(tái)15、平移臺(tái)Π 8，設(shè)置成像放大倍數(shù)M=0.2，CCD相機(jī)9記錄的線對(duì)束在5.0Lp/mm刻度值時(shí)恰好不可分辨，則門控分幅相機(jī)的空間分辨率為5.0Lp/mm +0.2=25.0Lp/mm。
[0019]可以理解，實(shí)施例2中分辨率板的線對(duì)密度為漸變值，因此其他漸變形式的分辨率板，如星形、等比數(shù)列和等差數(shù)列型，同樣適用。
[0020]上述的濾片材料可更換為碳、鎂、鋁、鈦、釩、鐵、鎳、銅、鋅。
[0021]上述的基板材料可更換為鎢、金、鉑、鉛。
[0022]上述的線條材料可更換為鉭、鎢、金、鉑。
[0023]上述的實(shí)施例中的X射線平面探測器為門控分幅相機(jī)，其它感光面為平面結(jié)構(gòu)的X射線平面探測器，如條紋相機(jī)、像增強(qiáng)器、閃爍體輻射探測器、ICCD和微光夜視儀，同樣適用。
[0024]上述的實(shí)施例中的X射線發(fā)生裝置為X射線管，其它能產(chǎn)生X射線的裝置，如同步輻射裝置、激光打靶裝置、Z-p inch裝置，同樣適用。
[0025]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化、替換和變型，因此同等的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，包括X射線發(fā)生裝置、分辨率板(3)、濾片(6)和X射線平面探測器，其特征在于，分辨率板(3)和X射線平面探測器之間設(shè)有針孔(11)，X射線發(fā)生裝置發(fā)出的中心光線(15)依次穿過分辨率板(3)的中心、濾片(6)的中心、針孔(11)、X射線平面探測器的感光面的中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的分辨率板(3)通過桿架1(4)固定在平移臺(tái)1(5)上，平移臺(tái)1(5)固定在腔體(2)的下表面，平移臺(tái)1(5)沿光路方向直線運(yùn)動(dòng);所述的濾片(6)通過桿架Π (7)固定在平移臺(tái)11(8)上，基板(9)上開有圓形的針孔(11)，基板(9)通過桿架III(1)固定在平移臺(tái)11(8)上，平移臺(tái)11(8)固定在腔體(16)的下表面，平移臺(tái)11(8)沿光路方向直線運(yùn)動(dòng);所述的腔體(2)的一端與X射線發(fā)生裝置連接，另一端與X射線平面探測器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的X射線發(fā)生裝置為X射線管、同步輻射裝置、激光打靶裝置、Z-pinch裝置中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的X射線平面探測器的感光面為平面結(jié)構(gòu)，X射線平面探測器為條紋相機(jī)、門控分幅相機(jī)、像增強(qiáng)器、閃爍體輻射探測器、IC⑶、微光夜視儀中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的分辨率板(3)由漸變線對(duì)密度的線對(duì)束或單一線對(duì)密度的線對(duì)束構(gòu)成，線對(duì)密度值小于等于10.0Lp/mm，線條材料為鉭、媽、金、鈾、鉛中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的濾片(6)材料為鈹、碳、鎂、招、鈦、銀、鐵、鎳、銅、鋅中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，所述的基板(9)材料為鉭、鎢、金、鉑、鉛中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置，該裝置包括X射線發(fā)生裝置、分辨率板、濾片和X射線平面探測器，分辨率板和X射線平面探測器之間設(shè)有針孔，X射線發(fā)生裝置發(fā)出的中心光線依次穿過分辨率板的中心、濾片的中心、針孔、X射線平面探測器的感光面的中心。平移臺(tái)I驅(qū)動(dòng)分辨率板沿光路方向運(yùn)動(dòng)、平移臺(tái)II驅(qū)動(dòng)針孔沿光路方向運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)針孔成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，使分辨率板成像到X射線平面探測器的感光面上，生成被測線對(duì)束。本發(fā)明的X射線平面探測器的空間分辨率測量裝置提高了空間分辨率和測量準(zhǔn)確度，降低了分辨率板制作難度，且不損傷X射線平面探測器的感光面。
【IPC分類】H04N17/00
【公開號(hào)】CN105516715
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610028408
【發(fā)明人】楊志文, 劉慎業(yè), 陳韜, 袁錚, 李晉, 黎宇坤, 高揚(yáng), 余建, 董建軍
【申請(qǐng)人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日