[发明专利]一种矩形通道X射线探测镜片的热弯工艺检测方法

说明书

本发明为一种矩形通道X射线探测镜片的检测方法，其克服了现有技术中存在的测试成本非常高，生产单位难以及时做到热弯工艺的检测问题，本发明可对热弯工艺进行检测评价，检测方法方便快捷，准确度高，成本低。本发明采用表观曲率测试、指向测试、激光成像测试相结合，对热弯工艺进行检测，研制单位可根据检测结果对热弯工艺做出相应调整最终确定热弯的工艺。本发明包括以下步骤：步骤1：通过测量镜片各处的三坐标数值拟合镜片的表观曲率半径。步骤2：通过测量镜片剖面处通道的倾斜角测量通道的实际指向。步骤3：采用激光成像系统测试成像。

技术领域：

本发明属于X射线探测技术领域，涉及一种矩形通道X射线探测镜片的检测方法。

背景技术：

矩形通道X射线探测镜片是一种基于微孔光学的曲面玻璃镜片，是由数百万个微米级矩形通道规则排列为矩形阵列。镜片利用超光滑通道内壁对掠入射X射线进行反射聚焦实现对X射线光子的成像探测，具有高分辨、轻小型、易于集成等优点，我国龙虾眼X射线探测卫星搭载的龙虾眼型X射线探测器以及欧洲航天局发射的水星探测器BepiColombo上的X射线探测系统均采用了矩形通道X射线探测镜片。

矩形通道X射线探测镜片的制备是采用了玻璃纤维制备微通道板的方法，即分别熔制玻璃芯棒与玻璃管，芯棒为通道区材料，玻璃管为通道壁材料，将二者配套结合拉制矩形单丝，矩形单丝规则排列为截面为矩形的复丝棒，拉制复丝棒得到矩形复丝，将复丝定长切断并精确对位排板为方形阵列，模具加热加压熔合成坯板，切片抛光得到平面坯片，将坯片放置于曲面模具热弯成型为曲面，将芯料酸溶形成通道，再经过镀高反膜完成制备。

热弯成型是制备矩形通道X射线探测镜片的一个关键工序，理想情况下，热弯成型后，所有通道均指向同一点，X射线经通道壁反射后汇聚在焦点处，通过探测焦点的位置可判断X射线的入射方向。然而，实际情况下，热弯工艺不恰当会使通道指向存在较大偏差，通道指向的偏差会影响X射线探测镜片的空间分辨能力，因此需要对X射线探测镜片的热弯工艺进行检测。常规的检测手段是采用X射线成像系统检测，系统如图6所示，包括X射线辐射腔5、平行管9和样品腔10，在X射线辐射腔5内用高能射线源6轰击靶材7，产生的X射线8经平行管9进入样品腔10照射镜片11，在胶片12上成像，通过成像效果来判断热弯工艺是否合适。然而，X射线成像系统结构庞大，造价昂贵，管道达数十甚至上百米，腔内为真空低温环境，导致X射线探测镜片的测试成本非常高，生产单位难以及时做到热弯工艺的检测。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种矩形通道X射线探测镜片的简易检测方法，其克服了现有技术中存在的测试成本非常高，生产单位难以及时做到热弯工艺的检测的问题，本发明可对热弯工艺进行检测评价，检测方法方便快捷，准确度高，成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种矩形通道X射线探测镜片的热弯工艺检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过测量镜片各处的三坐标数值拟合镜片的表观曲率半径：

将X射线探测镜片凸面朝上放置于三坐标测量仪的样品台，测量仪对镜片表面密集取点，点之间的间距不超出5mm，测量取点处的X\Y\Z三坐标数值，根据测量的三坐标数值利用最小二乘法拟合出镜片的曲率半径；如果镜片曲率半径小于模具曲率半径，偏差为5％以上，则热弯温度过低或保温时间过短；根据测试结果调节热弯度，重新热弯及测量，反复迭代直至满足要求；

步骤2：通过测量镜片剖面处通道的倾斜角测量通道的实际指向：

待镜片曲率半径与模具曲率半径偏差不超出5％后，测量镜片的对边尺寸，确定镜片中线，将镜片沿中线切开，将拱形剖面作为观测面置于光学显微镜下，拱形剖面的两端处于同一水平参考线；每1～5mm选择一个通道测量通道壁与竖直参考线的夹角，作为通道的实际指向角；