[发明专利]一种X射线成像的针孔相机及激光辅助瞄准方法

说明书

本发明涉及一种X射线成像的针孔相机及激光辅助瞄准方法，该针孔相机包括针孔相机本体、调节用针孔板、二维调节激光座(7)、半导体激光器(8)和二维调节架(9)，半导体激光器(8)布置在二维调节激光座(7)中，用作调整基准激光光源；二维调节架(9)布置在针孔相机本体下方，用于调节针孔相机整体姿态；激光辅助瞄准方法是利用固定在针孔相机本体上的激光束作为辅助，利用二维调节架(9)对针孔相机本体进行快速有效的安装调试，提高效率和稳定性，简化调节步骤并节省调整时间。

技术领域

本发明涉及成像领域，特别涉及到一种X射线成像的针孔相机以及激光辅助瞄准方法。

背景技术

X射线针孔相机是高温等离子体成像诊断中最简单也是最重要的诊断之一，广泛应用于激光辐照产生高温等离子体的各种研究中。X射线针孔相机通过对待测等离子体进行自发光成像，可以获得诸如激光焦斑形状、温度分布、尺寸、轮廓等信息，对于定性了解激光聚焦状态和等离子体状态具有重要意义。X射线针孔相机是基于小孔成像原理的，工作原理及光路如附图1所示。激光打靶产生的高温稠密等离子体会产生很强的自发辐射，自发辐射包含了全波段的连续谱和一些特征分离谱。自发辐射，特别是X射线波段的自发辐射强烈的受等离子体温度、密度等因素影响，因此从X射线自发辐射的成像中可以获得等离子体的部分信息，进而给出激光聚焦情况、温度分布等情况的定性结果。

为了获得更高的空间分辨率，通常X射线针孔相机的针孔尺寸很小（约10mm），放大倍数较大（5~10倍）。如图1所示，要实现待测等离子体的自发光成像，等离子体（物）和针孔的连线必须落在接收底片上，因此对实验前的瞄准调节有一定的要求。目前的瞄准调节方式主要有两种，一是肉眼瞄准，一种是激光基准辅助瞄准。

肉眼瞄准的方式如图2所示，靶位置放置定位小球，针孔板去掉，滤片、接收底片去掉，直接用肉眼从针孔相机的尾端观测定位小球，通过调整针孔相机的姿态大致使得小球在针孔板安装孔和接收底片安装孔中间位置即可，然后再依次装上针孔板、滤片和接收底片。这种方法简便实用，但存在两个问题：一是肉眼调整的可靠性问题，尽管针孔相机对调整要求不算太高，但在放大倍数较大、物像距较大的情况下，肉眼瞄准仍然可能带来一定的不确定性；二是针孔相机背后必须有足够的空间来进行肉眼观测，这使得在靶室内部等空间局促的位置放置调整针孔相机变得比较困难。

激光基准辅助瞄准的方式如图3所示，靶位置放置定位小球，特定方向的一束激光打在小球上，确定一个轴线。针孔相机的针孔板换成调节用针孔板（孔比较大），然后通过整体调整针孔相机的姿态，使得激光基准束依次穿过调节用针孔板小孔和接收底片的中心孔即可，然后再依次换上针孔板、滤片和接收底片。这种方法精度很高，但针孔相机上的两个孔去凑激光束，需要的调节维度比较多（至少需要两维平移、两维转动），调节比较繁琐。

发明内容

本发明专利的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种X射线成像的针孔相机及激光辅助瞄准方法，本发明的X射线成像的针孔相机及激光辅助瞄准方法能够应用于高温等离子体研究，不仅能够实现对针孔相机进行快速有效地调试，同时能够提高瞄准可靠性，简化了调节步骤并且节省调整时间。

为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

一种X射线成像的针孔相机，其包括针孔相机本体，该针孔相机本体包括有针孔板、针孔座外壳、通光筒、底片室、滤片、底片及底片盒，所述的针孔座外壳、通光筒和底片室依次机械螺纹连接且处于同一轴线上，所述针孔板上设有用于小孔成像的针孔，所述的滤片与底片及底片盒贴合以组成一个整体结构，该整体结构插入至底片室中，且滤片和底片的中心位置位于光轴上；