[发明专利]一种基于布拉格菲涅耳波带片的ICF热斑三维编码成像方法

说明书

本发明公开了一种基于布拉格菲涅耳波带片的ICF热斑三维编码成像方法，按照以下步骤进行：S1、热斑的多个空间位置向布拉格菲涅耳波带片发射X射线；S2、由布拉格菲涅耳波带片反射的X射线入射到成像记录面上；S3、反演编码图像，重建出热斑区发光目标的三维空间分布。采用以上技术方法，布拉格菲涅耳波带片结合了多层膜和波带片的各自特点，不仅适用于中高能X射线，而且通过反射式成像，避免了直穿X射线的本底干扰问题，并且，由于布拉格非涅耳波带片的工作模式为离轴模式，即仅使用一半波带片进行反射式编码成像，从而使多焦点造成的非聚焦赝像干扰被极大的抑制，大幅提高了编码成像的质量，为编码像重建的精度奠定了可靠的基础。

技术领域

本发明涉及波带片编码成像技术领域，具体涉及一种基于布拉格菲涅耳波带片的ICF热斑三维编码成像方法。

背景技术

在激光惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion，简称ICF)研究中，热斑的X射线自发射具有复杂空间分布。热斑的三维结构对点火物理的深入理解和计算模拟程序的校核至关重要。为了测量热斑的自发射强度三维分布情况，人们采用了类似CT成像的方式从多个角度对热斑进行成像，然后通过CT的重建算法获得热斑的三维分布。但是，由于实验环境的限制，对于热斑自发射的多角度测量一般仅能满足2-3个方位角度的测量，这对重建热斑的三维分布的精度造成很大的影响。

而波带片编码是有别于CT成像的一种具有全息思想的成像方式，即经波带片编码的热斑图像记录了热斑深度信息。一般波带片均采用透射式编码成像方式，即热斑发射的X射线透过编码波带片进行图像的记录。但是，现有的波带片编码成像技术主要利用菲涅耳波带片编码成像，即热斑发射的X射线穿透菲涅耳波带片记录热斑的编码图像，这种透射成像的方式存在直穿光干扰以及产生非聚焦赝像的干扰，极大的影响了波带片编码全息图的重建精度以及可靠性。而且，波带片制作的一个重要的指标是高宽比，即波带片厚度和最外环宽度比值。为了适应中高能X射线(4-10keV)的编码成像，需要波带片的厚度增大，导致高宽比增大，这会极大的增加波带片的制作难度和成本，甚至对一些特定能量的X射线存在无法研制的问题。因此传统的菲涅耳波带片编码成像在拓展到中高能X射线时遇到了巨大的障碍，而热斑X射线自发射却主要针对就是中高能X射线进行成像，故传统的菲涅耳波带片编码成像技术并不适用热斑自发射的三维成像。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于布拉格菲涅耳波带片的ICF热斑三维编码成像方法。

其技术方案如下：

一种基于布拉格菲涅耳波带片的ICF热斑三维编码成像方法，其要点在于，按照以下步骤进行：

S1、热斑的多个空间位置向布拉格菲涅耳波带片发射X射线；

S2、由布拉格菲涅耳波带片反射的X射线入射到成像记录面上，并由成像记录面记录编码图像；

S3、反演编码图像，重建出热斑区发光目标的三维空间分布；

其中，所述热斑和成像记录面分别位于布拉格菲涅耳波带片的两侧，所述布拉格菲涅耳波带片由多层交替贴合在一起的第一膜片和第二膜片组成，所述第一膜片和第二膜片上均刻蚀有若干沿径向分布的刻蚀环带，各刻蚀环带均为半圆环结构，并分别集中分布在对应第一膜片或第二膜片的同一半区域上，位于第一膜片和第二膜片上的各刻蚀环带一一对应。

作为优选：所述第一膜片和第二膜片的材质分别为Mo和Si，形成多层膜结构，以配合获得效果最佳的布拉格菲涅耳波带片。

传统透射式波带片由于制作工艺的要求，厚度在亚微米量级，器件机械强度较差，在实际使用中很容易破碎，对应用的拓展有较大的限制。对此，作为优选：所述第一膜片和第二膜片交替镀于玻璃衬底上。采用以上方法，大幅提高了机械强度，从而在实际使用中不易破碎，解除了对应用拓展的限制。