用于KB显微镜的X射线图像记录仪制造技术

本发明专利技术公开了一种用于KB显微镜的X射线图像记录仪，包括中空结构的屏蔽体，屏蔽体内部形成光学暗室，其一端设有X射线引入口，并安装有滤片，用于阻挡可见光，并透射X射线；安装在屏蔽体上远离滤片一端的科学级X射线相机，该科学级X射线相机的相机记录面能够成像记录由X射线引入口引入的X射线；设置在所述相机记录面的周向外围的X射线闪烁体组件，用于将入射到该X射线闪烁体组件的X射线转换为可见光；以及可见光相机，用于记录所述X射线闪烁体组件产生的可见光图像。本发明专利技术具有足够的记录面尺寸，能同时记录关键图像和辅助图像并实时读出，关键记录区具有科学级成像性能。关键记录区具有科学级成像性能。关键记录区具有科学级成像性能。

【技术实现步骤摘要】
用于KB显微镜的X射线图像记录仪


[0001]本专利技术涉及一种X射线图像记录仪，尤其是用于KB显微镜的X射线图像记录仪。

技术介绍

[0002]Kirkpatrick
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Baez显微镜(简称KB显微镜)成像是惯性约束聚变的重要诊断方法，KB显微镜的像面包含二维图像(二维分辨)、一维图像(一维分辨)和直穿光图像。二维图像是关键图像，所在的记录面区域为关键记录区，关键记录区成像性能越高，越有利于发挥KB显微镜的高空间分辨优势。一维图像和直穿光图像是辅助图像，所在的记录面区域为辅助记录区，其成像性能要求较低。利用辅助图像可以定量分析KB显微镜的装调和瞄准情况，而装调和瞄准是影响关键图像空间分辨率的重要因素，因此同时记录辅助图像具有重要意义。这就要求X射线记录仪必须具有足够的记录面尺寸(一般要求记录面尺寸大于120mm
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120mm)，才能完整覆盖关键记录区和辅助记录区。
[0003]成像板是KB显微镜目前常用的X射线记录仪，其记录面尺寸容易达到要求，但是图像需经扫描仪获取，读出耗时数十分钟至数小时。此外，成像板噪声大、信噪比差，总体而言成像性能不高。
[0004]为了提高读出速度和成像性能，采用X射线相机(X射线相机主要包括X射线CCD、CMOS相机，根据光电转换类型，还可分为直接转换型和间接转换型，直接转换型的图像传感器直接对X光灵敏；间接转换型的图像传感器对可见光灵敏，为了记录X光信号，需要先采用闪烁体将X射线转换为可见光信号)作为KB记录仪是未来的发展趋势。尤其是科学级X射线相机，具有科学级成像性能，几乎是目前最先进的X射线记录仪，满足关键记录区对成像性能的要求。所谓科学级成像性能，具备以下特性：像元尺寸小(小于等于15μm)，具有图像传感器芯片制冷功能(制冷温度小于等于
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20℃)，暗电流小(小于1e
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/pixel/s)，读出噪声低(小于等于20e
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rms)，采样精度高(高于12bit)，空间分辨率高(高于20lp/mm)，动态范围大(大于等于65dB)。
[0005]但是，市售的科学级X射线相机记录面尺寸一般小于等于50mm
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50mm，不能同时记录KB显微镜的关键图像和辅助图像。更大记录面尺寸的科学级X射线相机需要专门定制，尤其是需要定制大尺寸图像传感器，而这通常需要专门设计、专门工艺设备生产，使用成本非常高。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于KB显微镜的X射线图像记录仪，能够以低成本方式获得足够的记录面尺寸，满足KB显微镜关键图像和辅助图像的记录要求，并确保关键图像记录区具有较高的成像性能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0008]一种用于KB显微镜的X射线图像记录仪，包括屏蔽体，该屏蔽体为中空结构，内部形成光学暗室，其一端设有X射线引入口，并安装有滤片，用于阻挡可见光，并透射X射线；科
学级X射线相机，其安装在屏蔽体上远离滤片的一端，该科学级X射线相机的相机记录面位于光学暗室内，能够成像记录由X射线引入口引入的X射线；X射线闪烁体组件，其设置在所述相机记录面的周向外围，并与所述相机记录面共面，用于将入射到该X射线闪烁体组件的X射线转换为可见光；以及可见光相机，其安装在光学暗室内，并位于X射线光路以外，用于记录所述X射线闪烁体组件产生的可见光图像。
[0009]采用以上技术方案，通过在科学级X射线相机记录面的周围设置X射线闪烁体，扩展了记录面，关键图像用科学级X射线相机记录，具有科学级成像性能，辅助图像借助X射线闪烁体和可见光相机记录，满足了KB显微镜关键图像和辅助图像的记录要求，相比研制超大记录面的的科学级X射线相机，能够显著降低成本。
[0010]优选地，所述科学级X射线相机通过法兰安装在屏蔽体端部，X射线闪烁体组件设置在法兰位于光学暗室内的一侧表面上。这样可以简化记录仪结构并方便安装，借助法兰封闭光学暗室，同时为X射线闪烁体组件提供支撑。
[0011]优选地，所述X射线闪烁体组件为整体式环形结构，并与相机记录面同心，以方便制造和安装。
[0012]优选地，所述X射线闪烁体组件也可以由多个X射线闪烁体单元构成，使得X射线闪烁体组件可以被更加灵活地配置，以满足不同类型、尺寸KB显微镜的使用需要。
[0013]优选地，多个所述X射线闪烁体单元以相机记录面为中心阵列分布，因此，各X射线闪烁体单元之间可以留有间隙，使安装、更换更加便利。
[0014]优选地，各X射线闪烁体单元的外形尺寸可以相同也可以不相同，即X射线闪烁体单元可以按照单一尺寸型号制造，也可以采用多种尺寸型号制造，以满足不同类型、尺寸显微镜的使用需要。
[0015]优选地，所述光学暗室内还设有反射镜，可见光相机通过该反射镜折转光路对X射线闪烁体组件的记录面成像。借助反射镜，可见光相机可以在光学暗室内更加灵活地选择安装位置，减少屏蔽体构造对可见光相机安装位置的限制。
[0016]所述可见光相机优选为可见光CCD相机或CMOS相机，以实时记录图像，减少读出延时。
[0017]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0018](1)由于在科学级X射线相机记录面的周围设置了X射线闪烁体，扩展了记录面。使得本专利技术的记录仪既能用科学级X射线相机记录关键图像，又能同时用X射线闪烁体记录辅助图像。又因为闪烁体的制作工艺是成熟的，尺寸可按需定制，使得记录仪的辅助记录区可灵活配置，适应不同类型、尺寸的KB显微镜辅助图像。
[0019](2)本专利技术的辅助图像和关键图像都是采用数字相机实时记录、读出，读出时延很小，一般只有几十秒，因此本专利技术的记录仪具有实时读出图像的能力。
[0020](3)采用科学级X射线相机记录关键图像，因此，关键记录区具有科学级成像性能。
[0021](4)由于采用技术成熟、成本低廉的X射线闪烁体来扩展记录面，相比研制超大记录面的的科学级X射线相机，本专利技术具有成本优势。
附图说明
[0022]图1为本专利技术其中一个实施例的结构示意图；
[0023]图2为沿图1中A向的X射线闪烁体组件布局结构示意图；
[0024]图3为本专利技术另一个实施例的结构示意图；
[0025]图4为沿图3中B向的X射线闪烁体组件布局结构示意图；
[0026]图5和图6分别为X射线闪烁体组件另外两种布局结构示意图；
[0027]图7为四通道KB显微镜像面示意图。
具体实施方式
[0028]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0029]图7以四通道通KB显微镜为例，展示了KB显微镜的像面，完整记录面尺寸约180mm
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180mm，由虚线框内尺寸约30mm
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30mm的关键记录区214和虚线框外的辅助记录区215组成，其中，关键记录区214内为二维图像211，辅助记录区2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于KB显微镜的X射线图像记录仪，其特征在于，包括：屏蔽体(1)，该屏蔽体(1)为中空结构，内部形成光学暗室(1a)，其一端设有X射线引入口(10)，并安装有滤片(11)，用于阻挡可见光，并透射X射线；科学级X射线相机(2)，其安装在屏蔽体(1)上远离滤片(11)的一端，该科学级X射线相机(2)的相机记录面(21)位于光学暗室(1a)内，能够成像记录由X射线引入口(10)引入的X射线；X射线闪烁体组件(3)，其设置在所述相机记录面(21)的周向外围，并与所述相机记录面(21)共面，用于将入射到该X射线闪烁体组件(3)的X射线转换为可见光；以及可见光相机(4)，其安装在光学暗室(1a)内，并位于X射线光路以外，用于记录所述X射线闪烁体组件(3)产生的可见光图像。2.根据权利要求1所述的用于KB显微镜的X射线图像记录仪，其特征在于：所述科学级X射线相机(2)通过法兰(5)安装在屏蔽体(1)端部，X射线闪烁体组件(3)设置在法兰(5)位于光学暗室(1a)内的一侧表面上。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志文，王峰，张兴，董建军，李晋，毕碧，刘慎业，杨正华，车兴森，胡昕，任宽，易涛，杨品，李颖洁，梁志远，
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：