本發(fā)明屬于激光聚變研究領域和X射線探測領域，具體涉及一種時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)。

背景技術：

在激光聚變研究中，對于黑腔輻射流的探測是十分重要的研究內容。通過對輻射流的診斷，可以獲取激光腔靶間的耦合效率、等離子體密度、溫度等重要信息。然而，隨著激光聚變研究的進展，需要進一步對黑腔內光斑區(qū)、非光斑區(qū)、靶丸等位置輻射流的時空演化過程進行高精度診斷。這對激光腔靶間相互作用的進一步理解、校驗理論模型和程序以及最終實現(xiàn)聚變點火都十分重要。

通常，對輻射流的探測采用軟X光多通道能譜儀（Dante）[E. L. Dewald, K. M. Campbell, R. E. Turner, et al. Rev.Sci.Instrum. 75, 3759 (2004).]和平響應X射線探測器（F-XRD）[Zhichao Li, Xiaohua Jiang, Shenye Liu, et al. Rev.Sci.Instrum. 81, 073504 (2010).]，但這些系統(tǒng)無空間分辨，只能探測到黑腔內輻射流的總量，無法對黑腔內不同位置輻射流進行分別探測，并且其時間分辨最高只能達到100皮秒。后來發(fā)展了限孔型F-XRD[Kuan Ren, Shenye Liu, Huabing Du, et al. Rev.Sci.Instrum. 86, 103112 (2015).]，這種診斷系統(tǒng)采用加限孔的辦法來觀察某一固定區(qū)域的輻射流，依然沒有辦法診斷輻射流的空間變化過程。此外，由于其依然采用F-XRD作為信號記錄設備，時間分辨依然最高只能達到百皮秒量級。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決是技術問題是提供一種時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)。

本發(fā)明的時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)，其特點是：所述診斷系統(tǒng)包括沿水平方向順序排列的針孔板、成像板和條紋相機；

所述的針孔板的中心有針孔；

所述的成像板上開有豎直的狹縫I；

所述的條紋相機的前部為時間分辨板，中部為X射線光陰極，后部為條紋相機聚焦偏轉系統(tǒng)，時間分辨板上開有與狹縫I平行的狹縫II；所述的X射線光陰極為透射式平響應X射線光陰極；所述的成像板與時間分辨板之間的水平距離L1≤1cm；

黑腔發(fā)出X射線經針孔板上的針孔成像后，一部分X射線成像到成像板上，另一部分X射線穿過成像板上的狹縫I再穿過時間分辨板上的狹縫II照射到X射線光陰極上，并經過條紋相機聚焦偏轉系統(tǒng)后記錄在條紋相機中。

所述的針孔板的材料為鉭，針孔板的厚度為20μm~30μm，針孔直徑為10μm~30μm。

所述的條紋相機的時間分辨率小于等于30ps，空間分辨率小于等于100μm。

本發(fā)明的時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)可實現(xiàn)對輻射流時空演化過程的高時間分辨率和高空間分辨率測量，時間分辨率可小于等于30ps，空間分辨率可達10μm量級。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中，1.黑腔 2.針孔板 3.針孔 4.成像板 5.狹縫I 6.時間分辨板 7.狹縫II 8.X射線光陰極 9.條紋相機 10.條紋相機聚焦偏轉系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的時空分辨輻射流診斷系統(tǒng)包括沿水平方向順序排列的針孔板2、成像板4和條紋相機9；

所述的針孔板2的中心有針孔3；

所述的成像板4上開有豎直的狹縫I5；

所述的條紋相機9的前部為時間分辨板6，中部為X射線光陰極8，后部為條紋相機聚焦偏轉系統(tǒng)10，時間分辨板6上開有與狹縫I5平行的狹縫II7；所述的X射線光陰極8為透射式平響應X射線光陰極。

黑腔1發(fā)出X射線經針孔板2上的針孔3成像后，一部分X射線成像到成像板4上，另一部分X射線穿過成像板4上的狹縫I5再穿過時間分辨板6上的狹縫II7照射到X射線光陰極8上，并經過條紋相機聚焦偏轉系統(tǒng)10后記錄在條紋相機9中。

本實施例中，成像板4與時間分辨板6之間的水平距離L1=1cm，針孔板2的材料為鉭，針孔板2的厚度為20μm，針孔3的直徑為10μm，條紋相機9的時間分辨率為20ps，空間分辨率為50μm。

由于針孔3對黑腔1成像時具有空間分辨，而成像板4與時間分辨板6之間的水平距離較小，可使得成像板4上記錄的圖像條紋相機9記錄的信號對應到黑腔1的位置時具有互補關系。而條紋相機9記錄信號時，由于時間分辨板6的存在，除了具有一維空間分辨外，還具有極高的時間分辨，并且其耦合的是透射式平響應X射線光陰極8，其記錄的信號可直觀反應出X射線信號的固有空間分布強度情況。這樣，通過成像板4上記錄的圖像可以判斷出條紋相機9記錄的信號對應于黑腔1的具體位置。根據(jù)條紋相機9記錄的信號可獲得黑腔1內特定位置發(fā)射的X射線輻射流的時空演化過程。診斷系統(tǒng)整體的時間分辨率即為條紋相機9的時間分辨率，整體的空間分辨率有針孔3和條紋相機9的空間分辨率共同決定，可達10μm量級。

實施例2

本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，所述成像板4與所述時間分辨板6之間的水平距離L1=1cm，所述針孔板2為厚度25μm的鉭片，所述的針孔3的直徑為20μm；所述的條紋相機9時間分辨為20ps，空間分辨為50μm。

實施例3

本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，所述成像板4與所述時間分辨板6之間的水平距離L1=1cm，所述針孔板2為厚度30μm的鉭片，所述的針孔3的直徑為30μm；所述的條紋相機9時間分辨為30ps，空間分辨為100μm。

實施例4

本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，所述成像板4與所述時間分辨板6之間的水平距離L1=0.5cm，所述針孔板2為厚度20μm的鉭片，所述的針孔3的直徑為10μm；所述的條紋相機9時間分辨為20ps，空間分辨為50μm。

實施例5

本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，所述成像板4與所述時間分辨板6之間的水平距離L1=0.5cm，所述針孔板2為厚度25μm的鉭片，所述的針孔3的直徑為20μm；所述的條紋相機9時間分辨為30ps，空間分辨為100μm。

實施例6

本實施例與實施例1的結構相同，不同之處是，所述成像板4與所述時間分辨板6之間的水平距離L1=0.5cm，所述針孔板2為厚度30μm的鉭片，所述的針孔3的直徑為30μm；所述的條紋相機9時間分辨為20ps，空間分辨為50μm。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，所屬技術領域的技術人員從上述構思出發(fā)，不經過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。