[发明专利]一种实现高速多幅成像的方法及光电成像器件

说明书

本发明涉及光电成像器件技术领域，公开了一种实现高速多幅成像的方法及光电成像器件，方法包括以下步骤：S1、电子束在ps～μs时间段内经过光电成像器件的扫描系统时，扫描系统采用稳态扫描方式；电子束在时间间隔为ps～μs的相邻两段ps～μs时间内经过光电成像器件的扫描系统时，采用不同的稳态扫描电压；S2、不同时间段ps～μs内的电子束运动至光电成像器件的电子图像采集或显示部件的不同位置处，呈现不同的图像；相邻两段ps～μs之间的时间间隔为光电成像器件的时间分辨率，这种实现高速多幅成像的方法及光电成像器件，实现了具有ps～μs范围内时间分辨可调、实现高空间分辨率的分幅成像探测。

技术领域

本发明涉及光电成像技术领域，特别涉及一种实现高速多幅成像的方法及光电成像器件。

背景技术

目前在超快诊断领域内具有超高时间以及空间分辨率的光电成像设备主要有条纹相机以及分幅相机两种。条纹相机由于具有探测光谱范围宽、光谱响应灵敏度高、时间分辨率高(可以达到百飞秒数量级)以及空间分辨率高(可以达到微米数量级)等特点，被广泛应用于生物医学研究、材料学研究、核物理学研究以及地理信息等各个领域。而分幅相机同样具有最高可以达到ps量级时间分辨率以及可实现二维空间成像的超快现象诊断手段，被广泛应用于核物理学、等离子体、强场物理学等领域。

目前，条纹相机的扫描方式都采用线性扫描的方式，即具有一定斜率的斜坡扫描电压施加于位于条纹相机内部的偏转板上，使得不同时间运动至偏转板处电子束所受到的作用力不同，使得不同时间的电子束在荧光屏处的偏移量不同，从而实现了条纹相机时间信息以空间图像的方式呈现出来。但是条纹相机在实际使用过程中，都需要在阴极前设置微米～毫米数量级宽度的狭缝对光学图像的成像区域进行限制，所以同一时刻进入偏转板的电子束也具有一定尺寸的空间分布，使得经过偏转以后在荧光屏处时间间隔小的两个电子束图像发生重叠，从而降低了条纹相机在扫描方向的空间分辨率，同时也会影响狭缝方向的空间分辨率，且当条纹相机阴极狭缝尺寸越大时，此影响会更加严重。

而分幅相机通常采用在电子倍增极表面制作多条选通电极，通过改变每条选通电极的选通时间来实现分幅相机的高时间分辨功能。因此此种方案存在如下两点缺点：第一，此相机分幅图像数目由选通电极数目所决定，因此会受到电子倍增极有效尺寸以及相关制备工艺的限制，从而使得相机分幅图像数目为几幅到十几幅；第二，此相机每幅图像的成像区域也由选通电极形状所决定，器件一旦制作完成后，其成像面积的大小也将确定不能更改，若需要更改成像面积的大小，则需要重新按照新的成像要求制备新的器件。

为了实现高时间分辨、高二维空间分辨的多分幅图像探测的功能，通过对现有变像管类的光电成像器件的扫描系统的工作模式进行改变，使得在较小时间段内(ps～μs范围)电子束经过扫描系统时扫描系统实现稳态扫描功能，而不同时间段(相邻两段时间间隔ps～μs)的电子束在经过扫描系统时扫描系统调整稳态扫描参数，最终使得不同时间段内电子束运动至荧光屏不同位置处，再采用短余晖时间参数的荧光屏对电子图像再现，从而实现了具有ps～μs范围内时间分辨可调节、可实现连续二维高空间分辨率(分辨率优于25lp/mm)分幅成像探测。

发明内容

本发明提供一种实现高速多幅成像方法及光电成像器件，实现了具有ps～μs范围内时间分辨可调、实现高空间分辨率的分幅成像探测。

本发明提供了一种实现高速多幅成像的方法，包括以下步骤：

S1、电子束在ps～μs时间段内经过光电成像器件的扫描系统时，扫描系统采用稳态扫描方式；

电子束在时间间隔为ps～μs的相邻两段ps～μs时间内经过光电成像器件的扫描系统时，采用不同的稳态扫描电压；

S2、不同时间段ps～μs内的电子束运动至光电成像器件的电子图像采集或显示部件的不同位置处，呈现不同的图像；

相邻两段ps～μs之间的时间间隔为光电成像器件的时间分辨率。