一种网状电极金刚石x射线测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种网状电极金刚石X射线测量装置，所述的测量装置中的金刚石的端面分别镀有网状电极与盘状电极，连接环通过螺纹固定套接在外壳的前端，在外壳内中轴线上依次设置有垫片、金刚石、绝缘环、绝缘层，垫片、金刚石、绝缘环通过连接环压紧在外壳内。垫片与网状电极压紧连接。绝缘层与外壳固定连接。绝缘层内包裹有芯针，芯针穿过绝缘环与盘状电极连接。外壳末端设置有外接电缆的接头。本实用新型减小了对X射线的衰减，保证了低能X射线可以直接照射至金刚石，实现了惯性约束聚变领域的X射线辐射测量。同轴心结构设置更利于实现探测器的阻抗匹配，减小了测量信号失真。较大面积的网状电极更利于灵敏度标定与测量应用。
【专利说明】
-种网状电极金刚石X射线测量装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于X射线福射测量领域，具体设及一种网状电极金刚石X射线测量装 置。
【背景技术】
[0002] 目前对福射的探测大都依赖于娃光二极管或PIN二极管。娃光二极管的不足是对 于可见光有响应，而且易于受到中子福射的损伤。另一种普遍应用的软X光探测器是真空X 光二极管，但是X光二极管灵敏度很低，而且随光子能量的变化而变化。因此需要寻求一种 对可见光不响应，在测谱范围内平响应的X光探测器。惯性约束聚变点火实验要求探测器响 应快，灵敏度高，有一定的抗福射损伤能力。无论是天然单晶还是多晶的金刚石都可W用于 各种福射探测，包括X光，丫射线，高能带电粒子W及中子探测。用金刚石制备的探测器能够 在高注量率、高福照强度W及高溫等苛刻环境下工作。与娃光二极管相比，金刚石光电导探 测器的优势包括:较大的载流子迁移率与较小的介电常数使其响应速度较快;室溫下漏电 流较低;对原子转移的阻力较大，其转移阔值约为43 eV，而娃为20 eV;5.5eV的宽禁带本身 即可滤掉可见光，同时具有良好的抗损伤能力。该材料对一倍频与=倍频激光的响应灵敏 度最低。金刚石可W作为娃与X光二极管探测技术的较好替代品。
[0003] 在Sandia国家实验室Sa化rn装置上，金刚石光电导探测器已经应用于z-pich实验 中软X光的诊断。Los Alamos国家实验室研制了一套基于多晶CVD金刚石的透射光栅软X光 谱仪，在NIF装置上测量软X光谱W测量福射溫度。国内研究在天然金刚石探测器研究的基 础上逐渐展开，目前中国工程物理研究院激光聚变研究中屯、研制的金刚石探测器的金属- 金刚石-金属结构，利用双微带输出信号与施加偏压。
[0004] 尽管运些装置在X射线福射测量中可实现X射线的测量，能满足研究需要，但是存 在W下不足：（1)同轴结构探测器电极影响低能X射线探测。金属-金刚石-金属同轴结构的 探测器，可W保证同轴阻抗匹配，但是X射线经过金属电极照射至金刚石上，其低能部分将 会被不同程度的吸收，影响其测量结果。（2)微带结构探测器无法保证同轴输出。利用微带 连接金刚石的探测器，可W利用无金属电极面接受X射线，但是无法保证同轴输出结构，影 响探测器阻抗匹配。（3)微带结构探测器标定困难。微带连接的探测器灵敏面很小，给灵敏 度标定时候的瞄准与测量带来很大困难。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是为了解决已有技术中X射线福射测量中存在的影响低能X射 线测量、无法保证同轴输出、标定困难的问题，提供一种网状电极金刚石X射线测量装置。本 实用新型不影响低能X射线测量、可保证同轴输出、降低标定难度，能够实现惯性约束聚变 领域的黑腔物理、福射输运、福射烧蚀、福射不透明度W及内爆动力学的X射线福射测量。
[0006] 本实用新型的技术方案如下：
[0007] 本实用新型的一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特点是，所述的测量装置包 括连接环、垫片、金刚石、绝缘环、外壳、绝缘层、忍针，所述垫片为环状金属片，金刚石为圆 柱形。其连接关系是，所述的金刚石的一个端面锻有网状电极，另一端面锻有盘状电极。所 述的连接环通过螺纹固定套接在外壳的前端，在外壳内中轴线上依次设置有垫片、金刚石、 绝缘环、绝缘层，垫片、金刚石、绝缘环通过连接环压紧在外壳内。所述的垫片与网状电极压 紧连接。所述的绝缘层与外壳固定连接。所述的绝缘层内包裹有忍针，忍针穿过绝缘环与盘 状电极连接。所述的外壳末端设置有外接电缆的接头。
[0008] 所述的连接环、垫片、金刚石、绝缘环、绝缘层、忍针为同轴屯、设置。
[0009] 所述的网状电极由中屯、网与外环构成。
[0010] 所述的外壳末端接头为SMA型、N型、BNC型中的一种。
[0011] 所述的忍针与盘状电极连接点到外壳末端的阻抗为50 Q。
[0012] 所述垫片的材料采用不诱钢、铜、侣中的一种。
[0013] 本实用新型的有益效果是，本实用新型中设置了网状电极，减小了对X射线的衰 减，保证了低能X射线可W直接照射至金刚石，实现了惯性约束聚变领域的黑腔物理、福射 输运、福射烧蚀、福射不透明度W及内爆动力学的X射线福射测量。本实用新型中的同轴屯、 结构设置更利于实现探测器的阻抗匹配，减小了测量信号失真。本实用新型中设置了较大 面积的网状电极，更易于瞄准，利于灵敏度标定与测量应用。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的网状电极金刚石X射线测量装置的结构示意图；
[0015] 图2a为本实用新型中的金刚石顶视图；
[0016] 图化为本实用新型中的金刚石底视图；
[0017] 图中，1.连接环2.垫片3.金刚石4.绝缘环5.外壳6.绝缘层7.忍针8.网状 电极9.盘状电极。
[0018] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【具体实施方式】 [0019]实施例1
[0020] 图1为本实用新型的网状电极金刚石X射线测量装置的结构示意图，图2a为本实用 新型中的金刚石顶视图，图2b为本实用新型中的金刚石底视图。在图1、图2a、图化中，本实 用新型的网状电极金刚石X射线测量装置，包括连接环1、垫片2、金刚石3、绝缘环4、外壳5、 绝缘层6、忍针7,所述垫片2为环状金属片，金刚石3为圆柱形。其连接关系是，所述的金刚石 3的一个端面锻有网状电极8,另一端面锻有盘状电极9。所述的连接环1通过螺纹固定套接 在外壳5的前端，在外壳5内中轴线上依次设置有垫片2、金刚石3、绝缘环4、绝缘层6,垫片2、 金刚石3、绝缘环4通过连接环1压紧在外壳5内；所述的垫片2与网状电极8压紧连接;所述的 绝缘层6与外壳5固定连接。所述的绝缘层6内包裹有忍针7,忍针7穿过绝缘环4与盘状电极9 连接。所述的外壳5末端设置有外接电缆的接头。
[0021] 所述的连接环1、垫片2、金刚石3、绝缘环4、绝缘层6、忍针7为同轴屯、设置。
[0022] 所述的网状电极8由中屯、网与外环构成。
[002引本实施例中，垫片2的材料采用铜，金刚石3为直径4mm厚度1 mm的CVD金刚石，盘状 电极9为直径3.5 mm厚度Iwii的金，绝缘环4材料为聚四氣乙締，外壳5末端接头为SMA型，绝 缘层6材料为聚四氣乙締，忍针7与盘状电极9连接点到外壳末端的阻抗为50 Q ;网状电极8 外径为3.5 mm，其中屯、网直径为2.6mm，中屯、网占空比小于20%，材料为3WI1厚的金。
[0024] 本实用新型的工作流程如下：
[0025] 1)本实用新型的网状电极金刚石X射线测量装置中的外壳5末端通过电缆与RC隔 直模块连接，RC隔直模块通过电缆分别与偏压电源、示波器连接。
[0026] 2)偏压电源为金刚石3施加偏压。
[0027] 3)脉冲X射线通过连接环1、垫片2照射至金刚石3,产生电子空穴对，并在偏压电 场的作用下产生电流。
[00%] 4)示波器通过RC隔直模块获取电压信号。
[0029] 5)根据公J
，其中::莱'疑为福射流，#为信号衰减倍数，幾;为 示波器阻抗，:1?为本实用新型的探测装置响应函数，Q为金刚石有效面积对应的立体角， 能够计算得到福射流随时间变化结果。
[0030] 实施例2
[0031] 本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，垫片2的材料采用不诱钢，金刚石3 为直径5mm厚度0.5 mm的CVD金刚石，盘状电极9为直径4.5mm厚度0.5皿的金，外壳5末端接 头为N型；网状电极8外径为4.5 mm，其中屯、网直径为3.6mm，中屯、网占空比为20%，材料为1皿 厚的金。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，垫片2的材料采用侣;外壳5末端接 头为BNC型。
[0034] 最后说明的是：W上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实 用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人而言， 其依然可W对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征等同替换，所 做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特征在于，所述的测量装置包括连接环（1)、 垫片（2)、金刚石（3)、绝缘环(4)、外壳（5)、绝缘层(6)、芯针（7)，所述垫片（2)为环状金属 片，金刚石(3)为圆柱形;其连接关系是，所述的金刚石(3)的一个端面镀有网状电极(8)，另 一端面镀有盘状电极(9);所述的连接环（1)通过螺纹固定套接在外壳（5)的前端，在外壳 (5)内中轴线上依次设置有垫片（2)、金刚石（3)、绝缘环(4)、绝缘层（6)，垫片（2)、金刚石 (3)、绝缘环(4)通过连接环（1)压紧在外壳(5)内；所述的垫片(2)与网状电极(8)压紧连接； 所述的绝缘层(6 )与外壳(5 )固定连接;所述的绝缘层(6 )内包裹有芯针(7 )，芯针(7 )穿过绝 缘环(4)与盘状电极(9)连接;所述的外壳(5)末端设置有外接电缆的接头。2. 根据权利要求1所述的一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特征在于，所述的连 接环（1)、垫片(2)、金刚石(3)、绝缘环(4)、绝缘层(6)、芯针(7)为同轴心设置。3. 根据权利要求1所述的一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特征在于，所述的网 状电极(8)由中心网与外环构成。4. 根据权利要求1所述的一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特征在于，所述的外 壳(5)末端接头为SMA型、N型、BNC型中的一种。5. 根据权利要求1所述的一种网状电极金刚石X射线测量装置，其特征在于，所述的芯 针(7)与盘状电极(9)连接点到外壳末端的阻抗为50 Ω。
【文档编号】G01T1/24GK205720694SQ201620528558
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】侯立飞, 杜华冰, 车兴森, 余波, 杨国洪, 刘慎业
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心