专利名称：:宽频谱球晶成像器及其制作工艺的制作方法宽频谱球晶成像器及其制作工艺
技术领域：
：本发明涉及用于激光聚变等离子体物理实验中获取X射线的时间分辨、空间分辨及二维聚焦信息的器件，还涉及到这种器件的制作方法。
背景技术：
：在激光聚变物理实验中，为研究在聚变靶球、气体靶辐射或z箍缩金属丝等等离子体电离、形成及融合过程、等离子体不稳定性及其发展、内爆碰撞辐射过程，需要获得聚爆靶发射的x射线时间分辨、空间分辨及二维聚焦信息。其中，二维聚焦信息能显示出裂变或聚变材料的尺寸、形状和分布情况，对深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。特别在探索丝状z箍缩的实验中，由于产生的x射线源或微箍缩小而明亮，且简单的爆裂丝z箍缩会随机地产生几个分布于线上的光源，如果仅有x射线的时间分辨、空间分辨，没有射线源的二维聚焦信息，则会给实验判断等离子体条件带来一定困难，而二维聚焦信息不仅能揭示微箍缩的条件，也能确定x射线源的形状及位置。在激光聚变物理实验的现有技术中，通常采用平面或椭圆弯曲晶体来获得x射线的时空信息，但是这种结构不能同时获取子午面和弧矢面的二维聚焦信息。如公开号为CN1598503A的中国专利"共耙X射线时空分辨摄谱方法及其谱仪"，其中公开了一种利用椭圆弯曲晶体来获得X射线的时空信息的方法和谱仪，单这种方法和谱仪只能获取一维聚焦信号，不能同时获取子午面和弧矢面的二维聚焦信息。
发明内容针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能获取X射线时空信息及二维聚焦信息的宽频谱球晶成像器。本发明的另一目的是提供一种宽频谱球晶成像器的制作工艺。本发明的目的是这样实现的一种宽频谱球晶成像器，其特征在于由球面云母晶体和晶体台组成，球面云母晶体为薄片，其厚度0.15-0.25mm;晶体台上设有与所述球面云母晶体相配合的球面凹坑；球面云母晶体粘贴在晶体台的凹坑处；晶体台上设有定位孔用于与摄谱器连接。一种制作所述宽频谱球晶成像器的制作工艺，包括以下步骤1)加工球面云母晶体la)将云母晶体按晶向解理分层,切割成厚度为0.15-0.25mm的云母晶体薄片；lb)在凹凸折弯机上对步骤la)得到的云母晶体薄片进行塑性弯曲，得到球面云母晶体；2)加工晶体台2a)采用不锈钢或铝材加工梯形块，得到基座台；2b)在数控铣床对将经过步骤2a)得到的基座台的工作面进行加工，铣磨出与步骤l)得到的球面云母晶体大小和曲率配合的球面凹坑；3)最后，将经过步骤1)得到的球面云母晶体用慢固化率的环氧树脂粘贴在经过步骤2)得到晶体台的球面凹坑上。相比现有技术，本发明具有如下优点-1.由于设计球面弯曲晶体成像，不但可以获得等离子体聚爆信息，分析等离子体温度分布、密度分布等重要参数，还能直接对X射线源进行成像，以确定X射线源随纳秒时间尺度变化的形状及位置；能获取X射线时空信息及二维聚焦信息，克服了现有技术中不能同时获取x射线二维聚焦信息的缺陷，为深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。2.采用云母球面晶体覆盖的X射线波长范围很宽，其衍射阶次可以达到10阶，因此本发明对宽频谱范围的X射线源都可以适用。3.本发明宽频谱球晶成像器制作工艺流程简单可靠，便于掌握和操作。图l是本发明宽频谱球晶成像器的结构示意图；图2是本发明球面弯曲晶体成像几何原理示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明如图1所示，一种宽频谱球晶成像器，由球面云母晶体1和晶体台2组成，球面云母晶体1为薄片结构，其厚度0.15-0.25mm，如0.2mm;晶体台2上设有与所述球面云母晶体1相配合的球面凹坑；球面云母晶体1粘贴在晶体台2的凹坑处。晶体台2采用不锈钢或铝材制成，宽频球晶成像器通过两个定位孔3安装在光谱仪的内部特定位置。本发明的二维聚焦原理，参见图2，X射线源S可以是激光聚变形成，也可以由Z箍縮或电子束离子阱(EBIT)等装置产生。罗兰圆的直径与球面云母晶体l的弯曲半径相等，X射线源S位于罗兰圆上，X射线源S辐射的X射线经过球形云母晶体1反射后在罗兰圆上另一点Fb聚焦。在罗兰圆平面(子午平面)及垂直罗兰圆平面上(弧矢平面)，球形晶体1如一面凹面镜将X射线源在水平及垂直方向进行成像，利用CCD或X射线胶片就能够获取需要的图像信号。一种宽频谱球晶成像器的制作工艺，包括以下步骤1)加工球面云母晶体-la)将云母晶体按晶向解理分层，切割成0.15-0.25mm的厚度的云母晶体薄片，如厚度为0.15mm、0.18mm、0.2mm或0.25mm均可；lb)在凹凸折弯机上对步骤la)得到的云母晶体薄片进行塑性弯曲，得到球面云母晶体；球面晶体的曲率根据激光设备的规格参数确定，例如阳加速器设备或2X10J激光器设备的云母晶体薄片的曲率半径R为400mm。2)加工晶体台2a)采用不锈钢或铝材加工梯形块，得到基座台；2b)在数控铣床上对将经过步骤2a)得到的基座台的工作面进行加工，铣磨出与步骤1)得到的球面云母晶体大小和曲率配合的球面凹坑；3)最后，将经过步骤1)得到的球面云母晶体用慢固化率的环氧树脂粘贴在经过步骤2)得到晶体台的球面凹坑上。环氧树脂采用3—吨型透明环氧胶F—05较好。步骤lb)在凹凸折弯机上对云母晶体薄片进行塑性弯曲时，采用橡胶垫起缓冲作用，云母晶体的曲率半径精确度由凹面和凸面钢块的精度决定。云母的晶格常数2d值为1.984nm。因为云母晶体的衍射效率可以达到很高阶次(10阶)，故云母球面弯晶覆盖的X射线波长范围很宽。对其他晶体来说，只有一阶衍射可以利用。如果云母球面成像器包含的布拉格角范围为30。40°(可以依据实际需要，通过加工晶体台来改变布拉格角范围)，根据晶体布拉格衍射定律2dsin6二n入可以得出球晶成像器能够测量如下表所列出的X射线波长范围。表l云母晶体不同衍射阶次覆盖的X射线波长范围(2d=1.984rnn)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明的球晶成像器，用在z箍縮和激光聚变过程中，不但可以获得等离子体聚爆压縮图像，分析等离子体温度分布、密度分布等重要参数，还能直接对x射线源进行成像，以确定X射线源的形状及位置；同时采用云母球面晶体覆盖的X射线波长范围很宽，其衍射效率可以达到10阶，对大部分x射线光源都可以适用。能获取x射线时空信息及图像信息，克服了现有技术中不能获取x射线图像信息的缺陷。为深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。权利要求1.一种宽频谱球晶成像器，其特征在于由球面云母晶体(1)和晶体台(2)组成，球面云母晶体(1)为薄片结构，厚度为0.15-0.25mm；晶体台(2)上设有与所述球面云母晶体(1)相配合的球面凹坑；球面云母晶体(1)粘贴在晶体台(2)的凹坑处；晶体台(2)上设有定位孔(3)用于与摄谱器连接。专利摘要本发明公开一种宽频谱球晶成像器及其制作工艺，由云母球面晶体和晶体台组成，云母球面晶体为薄片，厚度0.15-0.25mm；晶体台上设有与所述球面云母晶体相配合的球面凹坑；球面云母晶体粘贴在晶体台的凹坑处。它不但可以获得等离子体聚爆压缩图像，分析等离子体温度分布、密度分布等重要参数，还能直接对X射线源进行成像，以确定X射线源的形状及位置；同时采用云母球面晶体衍射效率可以达到10阶，对大部分X射线光源都可以适用。能获取X射线时空信息及图像信息，克服了现有技术中不能获取X射线图像信息的缺陷。为深入研究等离子体状态及辐射的时空特性，从原理上解决辐射驱动靶球燃料界面诊断难题，为聚变点火提供重要的验证依据。文档编号G21K1/00GKCN101226783SQ200710093124公开日2008年7月23日申请日期2007年12月13日发明者军施,王洪建,肖沙里,钱家渝申请人:重庆大学导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan