一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统及方法与流程

文档序号:12115178阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,包括暗箱、光学反射镜、光学变焦镜头、高速成像设备和计算机,其特征在于:还包括ZnO成像屏和低温制冷系统;

所述低温制冷系统包括接触式低温传导模块、低温制冷循环模块、温度监测及控制模块、真空室以及真空泵;

所述ZnO成像屏与接触式低温传导模块耦合;所述低温制冷循环模块对接触式低温传导模块以及ZnO成像屏制冷;所述温度监测及控制模块监控接触式低温传导模块以及ZnO成像屏的温度;

所述ZnO成像屏与接触式低温传导模块位于真空室中;所述真空泵对真空室抽真空;所述真空室室壁上开有成像窗口,该成像窗口能够透过射线以及ZnO成像屏发出的光;

所述光学反射镜位于射线出射方向;所述光学反射镜、接触式低温传导模块、成像窗口以及ZnO成像屏的几何中心处于一条直线上;

所述光学变焦镜头与高速成像设备耦合,所述高速成像设备与计算机连接;

所述ZnO成像屏、真空室、接触式低温传导模块、光学反射镜、光学变焦镜头以及高速成像设备置于暗箱中。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述ZnO成像屏的材料为掺杂的ZnO单晶,ZnO成像屏的厚度为1~5mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述成像窗口的尺寸大于ZnO成像屏的尺寸,成像窗口的厚度低于5mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述成像窗口的材料为石英玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述光学反射镜与射线出射方向呈45°角。

6.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述低温制冷循环模块的制冷方式为液氮或液氦制冷,制冷温度可调。

7.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述光学变焦镜头为小焦距、大景深Cannon变焦镜头。

8.根据权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像系统,其特征在于:所述高速成像设备为相邻两次曝光间隔低于10ns的分幅相机。

9.一种权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一:调整诊断对象、厚针孔与光学反射镜的几何中心处于一条直线上;

步骤二:调整光学变焦镜头、高速成像设备以及光学反射镜的几何中心处于一条直线上;

步骤三:调整光学变焦镜头的焦距以及位置,使得ZnO成像屏处于光学变焦镜头焦平面上,将ZnO成像屏所处位置记为初始位置;

步骤四:取出ZnO成像屏,将分辨板放入步骤三中的初始位置确定视场大小以及系统分辨率;将分辨板取出,再将ZnO成像屏放回步骤三中的初始位置;

步骤五:打开真空泵抽真空,抽到至少10-2Pa量级后停止;

步骤六:根据ZnO成像屏的发光强度变化情况设置温度监测及控制模块的制冷温度,制冷温度越低,ZnO成像屏的光产额越高;根据ZnO成像屏的光产额设置高速成像设备的增益;并设置高速成像设备的冷却温度、曝光时间、相邻两次曝光之间时间间隔以及诊断对象与高速成像设备之间的时间关联关系;

步骤七:对诊断对象进行成像;

步骤八:成像完毕后,关闭高速成像设备和低温制冷系统,打开真空阀门将真空室恢复到大气压;

步骤九:对获得的成像图像进行降噪、背景扣除以及信息提取,得出最终的高时间分辨的成像结果。

10.根据权利要求9所述的一种权利要求1所述的一种基于ZnO材料的超快脉冲辐射成像方法,其特征在于:所述分辨板为厚度与ZnO成像屏一致的塑料板,其表面有刻度和不同密度的黑白条纹。

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