硬X射線光柵微分相襯成像系統(tǒng)中光柵的研制.pdf

1、在慣性約束聚變中，作為燃料的靶丸小球在壓縮后內(nèi)部的密度可能不均勻，甚至存在微米級的空隙，這些不良結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致靶丸小球無法被點(diǎn)燃實(shí)行能量增益，進(jìn)而導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，所以對靶丸內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測非常有必要。X射線光柵相襯成像能對輕元素進(jìn)行檢測并獲得吸收、折射和散射信息，顯示更多的細(xì)節(jié)，比傳統(tǒng)的吸收成像具有更大的優(yōu)勢，可以廣泛用于生物醫(yī)學(xué)，無損檢測，材料科學(xué)等領(lǐng)域，因而逐漸成為近年來的研究熱點(diǎn)。
　　相位光柵和分析光柵是成像系統(tǒng)中的核心元件，對

2、其進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和制作工藝探究越來越有必要?；赬射線光柵相襯成像對靶丸的檢測，本論文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，結(jié)合成像系統(tǒng)要求，對成像系統(tǒng)的核心元件即相位光柵和分析光柵進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，并對其制作工藝進(jìn)行探究。
　　X射線光柵相襯成像在國內(nèi)的系統(tǒng)入射光能量主要是20-30keV之間，而本論文選擇的入射光能量為40 keV，光源到相位光柵間距為200mm。相位光柵的相位為π，槽深為51.67μm。根據(jù)系統(tǒng)的相干性要求和結(jié)構(gòu)緊湊性，選定周期為5

3、μm。根據(jù)光柵的衍射效率以及自成像距離確定占寬比為0.5，尺寸為10×10mm2。分析光柵的周期與相位光柵自成像周期一樣，考慮成像系統(tǒng)的幾何放大因子時(shí)，光柵周期為5.04μm。根據(jù)吸收率(30％)確定分析光柵槽深為51.89μm。根據(jù)光柵衍射效率，圖像的襯度和信噪比確定占寬比為0.5，尺寸為15×15mm2。
　　光柵制作利用了單晶硅的各向異性濕法腐蝕。相位光柵工藝主要包括晶向?qū)?zhǔn)技術(shù)，光柵掩模制備，和濕法腐蝕技術(shù)。分析光柵的制作