[发明专利]一种X射线条纹相机成像性能测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种X射线条纹相机成像性能测试系统及方法。本发明基于电子光学MTF理论和分划板型光电阴极制作，在大工作面积X射线条纹相机上，在静态测试模式和动态测试模式两个工作模式下，测量条纹相机空间分辨率，计算条纹相机SMTF、DMTF和极限空间分辨率。该方法可通过实验测量数据拟合得到条纹相机全部成像区域的极限空间分辨率分布，为实现激光ICF定量、半定量测量和“精密化”诊断目标具有重要意义。

技术领域

本发明涉及X射线条纹相机成像性能测试领域，更具体地说，涉及一种X射线条纹相机成像性能测试系统及方法。

背景技术

X射线条纹相机是获取超快X射线/紫外光辐射连续时空变化信息的重要诊断仪器，X射线/紫外光超快现象的成像研究对自然科学、清洁能源、材料物理、光生物、光化学、超短激光技术、激光物理、高能物理等科学研究和技术领域具有重要作用。尤其是研究激光驱动惯性约束聚变中获得内爆动力学及内爆压缩信息，获取等离子辐射连续时空变化图像的不可或缺的诊断仪器。大工作面积的X射线条纹相机可以获得更多时间、空间、能谱诊断信息。由于电子光学系统的设计和电极装架存在误差，大工作面积的X射线条纹相机存在不可避免的像差，相机成像性能需要精确标定和测试。

空间调制传递函数(modulation transfer function，MTF)是最客观评价镜头、相机等光学成像系统的方法和标准。模拟方法获得的X射线条纹相机MTF与实际系统的误差在于未考虑X射线条纹相机中光电阴极的发射阻抗效应、荧光屏制作工艺、面板信息传输和探测器取样损失等因素，空间分辨率理论值普遍大于实验测量值，且并不能精确得到实际相机系统的极限空间分辨率。在电子光学成像系统MTF的实验测试方法通常为刀口法和噪声理论法。刀口法由于较难获得锐利的分界面，所得MTF偏小。噪声理论法获得MTF偏大，衰减慢、拖尾长，在高空间分辨率下误差较大。

大工作面积X射线条纹相机的场曲等像差导致的相机不同离轴距离空间分辨率不同。由于很难在分划阴极同一位置制作多组分辨率图案，因此之前X射线条纹相机使用分划板型光电阴极测试，如图1，只能得到该成像点处成像是否达到测试的空间分辨率；如图2，不能得到该处的MTF、极限空间分辨率和全成像面的极限空间分辨率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于解决上述现有技术的存在的缺陷，提供一种X射线条纹相机成像性能测试系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种X射线条纹相机静态测试系统，包括设置在真空室内、用于接收光源发出的紫外光信号的条纹相机，所述条纹相机的输入端设置有用于接收所述紫外光信号的分化板型金阴极；

与所述条纹相机连接、用于为所述条纹相机提供驱动信号的高压电源，所述高压电源通过分压器连接所述条纹相机；

所述条纹相机的输出端设置有用于接收所述条纹相机的荧光屏输出的光信号的CCD摄像机，所述CCD摄像机连接计算机，并将光信号转换为数字信号并传输至所述计算机。

优选地，本发明所述的X射线条纹相机静态测试系统，所述光源为紫外盘形灯；

所述分化板型金阴极包括不锈钢底座、设置在所述不锈钢底座上的熔石英层、以及设置在所述熔石英层上的间隔铝膜，所述间隔铝膜上为金膜。

另，本发明还提供一种X射线条纹相机静态测试方法，应用于上述的X射线条纹相机静态测试系统，包括下述步骤：

S1、分化板型金阴极在条纹相机的静态测试模式下接收紫外盘形灯发射的紫外光，高压电源输出驱动信号驱动所述条纹相机；

S2、CCD摄像机接收所述条纹相机的荧光屏输出的光信号，将所述光信号转换为数字信号并传输至所述计算机，得到条纹数字图像；

S3、获取所述条纹数字图像的条纹强度分布，在离对称中心不同距离处取样不同分辨率的静态条纹像，得到静态明暗条纹的对比度；