一種網(wǎng)狀電極金剛石x射線測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，所述的測(cè)量裝置中的金剛石的端面分別鍍有網(wǎng)狀電極與盤(pán)狀電極，連接環(huán)通過(guò)螺紋固定套接在外殼的前端，在外殼內(nèi)中軸線上依次設(shè)置有墊片、金剛石、絕緣環(huán)、絕緣層，墊片、金剛石、絕緣環(huán)通過(guò)連接環(huán)壓緊在外殼內(nèi)。墊片與網(wǎng)狀電極壓緊連接。絕緣層與外殼固定連接。絕緣層內(nèi)包裹有芯針，芯針穿過(guò)絕緣環(huán)與盤(pán)狀電極連接。外殼末端設(shè)置有外接電纜的接頭。本實(shí)用新型減小了對(duì)X射線的衰減，保證了低能X射線可以直接照射至金剛石，實(shí)現(xiàn)了慣性約束聚變領(lǐng)域的X射線輻射測(cè)量。同軸心結(jié)構(gòu)設(shè)置更利于實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的阻抗匹配，減小了測(cè)量信號(hào)失真。較大面積的網(wǎng)狀電極更利于靈敏度標(biāo)定與測(cè)量應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
-種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于X射線福射測(cè)量領(lǐng)域，具體設(shè)及一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前對(duì)福射的探測(cè)大都依賴于娃光二極管或PIN二極管。娃光二極管的不足是對(duì) 于可見(jiàn)光有響應(yīng)，而且易于受到中子福射的損傷。另一種普遍應(yīng)用的軟X光探測(cè)器是真空X 光二極管，但是X光二極管靈敏度很低，而且隨光子能量的變化而變化。因此需要尋求一種 對(duì)可見(jiàn)光不響應(yīng)，在測(cè)譜范圍內(nèi)平響應(yīng)的X光探測(cè)器。慣性約束聚變點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)要求探測(cè)器響 應(yīng)快，靈敏度高，有一定的抗福射損傷能力。無(wú)論是天然單晶還是多晶的金剛石都可W用于 各種福射探測(cè)，包括X光，丫射線，高能帶電粒子W及中子探測(cè)。用金剛石制備的探測(cè)器能夠 在高注量率、高福照強(qiáng)度W及高溫等苛刻環(huán)境下工作。與娃光二極管相比，金剛石光電導(dǎo)探 測(cè)器的優(yōu)勢(shì)包括:較大的載流子遷移率與較小的介電常數(shù)使其響應(yīng)速度較快;室溫下漏電 流較低;對(duì)原子轉(zhuǎn)移的阻力較大，其轉(zhuǎn)移闊值約為43 eV，而娃為20 eV;5.5eV的寬禁帶本身 即可濾掉可見(jiàn)光，同時(shí)具有良好的抗損傷能力。該材料對(duì)一倍頻與=倍頻激光的響應(yīng)靈敏 度最低。金剛石可W作為娃與X光二極管探測(cè)技術(shù)的較好替代品。
[0003] 在Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Sa化rn裝置上，金剛石光電導(dǎo)探測(cè)器已經(jīng)應(yīng)用于z-pich實(shí)驗(yàn) 中軟X光的診斷。Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制了一套基于多晶CVD金剛石的透射光柵軟X光 譜儀，在NIF裝置上測(cè)量軟X光譜W測(cè)量福射溫度。國(guó)內(nèi)研究在天然金剛石探測(cè)器研究的基 礎(chǔ)上逐漸展開(kāi)，目前中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中屯、研制的金剛石探測(cè)器的金屬- 金剛石-金屬結(jié)構(gòu)，利用雙微帶輸出信號(hào)與施加偏壓。
[0004] 盡管運(yùn)些裝置在X射線福射測(cè)量中可實(shí)現(xiàn)X射線的測(cè)量，能滿足研究需要，但是存 在W下不足：（1)同軸結(jié)構(gòu)探測(cè)器電極影響低能X射線探測(cè)。金屬-金剛石-金屬同軸結(jié)構(gòu)的 探測(cè)器，可W保證同軸阻抗匹配，但是X射線經(jīng)過(guò)金屬電極照射至金剛石上，其低能部分將 會(huì)被不同程度的吸收，影響其測(cè)量結(jié)果。（2)微帶結(jié)構(gòu)探測(cè)器無(wú)法保證同軸輸出。利用微帶 連接金剛石的探測(cè)器，可W利用無(wú)金屬電極面接受X射線，但是無(wú)法保證同軸輸出結(jié)構(gòu)，影 響探測(cè)器阻抗匹配。（3)微帶結(jié)構(gòu)探測(cè)器標(biāo)定困難。微帶連接的探測(cè)器靈敏面很小，給靈敏 度標(biāo)定時(shí)候的瞄準(zhǔn)與測(cè)量帶來(lái)很大困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是為了解決已有技術(shù)中X射線福射測(cè)量中存在的影響低能X射 線測(cè)量、無(wú)法保證同軸輸出、標(biāo)定困難的問(wèn)題，提供一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置。本 實(shí)用新型不影響低能X射線測(cè)量、可保證同軸輸出、降低標(biāo)定難度，能夠?qū)崿F(xiàn)慣性約束聚變 領(lǐng)域的黑腔物理、福射輸運(yùn)、福射燒蝕、福射不透明度W及內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)的X射線福射測(cè)量。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] 本實(shí)用新型的一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特點(diǎn)是，所述的測(cè)量裝置包 括連接環(huán)、墊片、金剛石、絕緣環(huán)、外殼、絕緣層、忍針，所述墊片為環(huán)狀金屬片，金剛石為圓 柱形。其連接關(guān)系是，所述的金剛石的一個(gè)端面鍛有網(wǎng)狀電極，另一端面鍛有盤(pán)狀電極。所 述的連接環(huán)通過(guò)螺紋固定套接在外殼的前端，在外殼內(nèi)中軸線上依次設(shè)置有墊片、金剛石、 絕緣環(huán)、絕緣層，墊片、金剛石、絕緣環(huán)通過(guò)連接環(huán)壓緊在外殼內(nèi)。所述的墊片與網(wǎng)狀電極壓 緊連接。所述的絕緣層與外殼固定連接。所述的絕緣層內(nèi)包裹有忍針，忍針穿過(guò)絕緣環(huán)與盤(pán) 狀電極連接。所述的外殼末端設(shè)置有外接電纜的接頭。
[0008] 所述的連接環(huán)、墊片、金剛石、絕緣環(huán)、絕緣層、忍針為同軸屯、設(shè)置。
[0009] 所述的網(wǎng)狀電極由中屯、網(wǎng)與外環(huán)構(gòu)成。
[0010] 所述的外殼末端接頭為SMA型、N型、BNC型中的一種。
[0011] 所述的忍針與盤(pán)狀電極連接點(diǎn)到外殼末端的阻抗為50 Q。
[0012] 所述墊片的材料采用不誘鋼、銅、侶中的一種。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型中設(shè)置了網(wǎng)狀電極，減小了對(duì)X射線的衰 減，保證了低能X射線可W直接照射至金剛石，實(shí)現(xiàn)了慣性約束聚變領(lǐng)域的黑腔物理、福射 輸運(yùn)、福射燒蝕、福射不透明度W及內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)的X射線福射測(cè)量。本實(shí)用新型中的同軸屯、 結(jié)構(gòu)設(shè)置更利于實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的阻抗匹配，減小了測(cè)量信號(hào)失真。本實(shí)用新型中設(shè)置了較大 面積的網(wǎng)狀電極，更易于瞄準(zhǔn)，利于靈敏度標(biāo)定與測(cè)量應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】

[0014] 圖1為本實(shí)用新型的網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2a為本實(shí)用新型中的金剛石頂視圖；
[0016] 圖化為本實(shí)用新型中的金剛石底視圖；
[0017] 圖中，1.連接環(huán)2.墊片3.金剛石4.絕緣環(huán)5.外殼6.絕緣層7.忍針8.網(wǎng)狀 電極9.盤(pán)狀電極。
[0018] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【具體實(shí)施方式】 [0019]實(shí)施例1
[0020] 圖1為本實(shí)用新型的網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2a為本實(shí)用 新型中的金剛石頂視圖，圖2b為本實(shí)用新型中的金剛石底視圖。在圖1、圖2a、圖化中，本實(shí) 用新型的網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，包括連接環(huán)1、墊片2、金剛石3、絕緣環(huán)4、外殼5、 絕緣層6、忍針7,所述墊片2為環(huán)狀金屬片，金剛石3為圓柱形。其連接關(guān)系是，所述的金剛石 3的一個(gè)端面鍛有網(wǎng)狀電極8,另一端面鍛有盤(pán)狀電極9。所述的連接環(huán)1通過(guò)螺紋固定套接 在外殼5的前端，在外殼5內(nèi)中軸線上依次設(shè)置有墊片2、金剛石3、絕緣環(huán)4、絕緣層6,墊片2、 金剛石3、絕緣環(huán)4通過(guò)連接環(huán)1壓緊在外殼5內(nèi)；所述的墊片2與網(wǎng)狀電極8壓緊連接;所述的 絕緣層6與外殼5固定連接。所述的絕緣層6內(nèi)包裹有忍針7,忍針7穿過(guò)絕緣環(huán)4與盤(pán)狀電極9 連接。所述的外殼5末端設(shè)置有外接電纜的接頭。
[0021] 所述的連接環(huán)1、墊片2、金剛石3、絕緣環(huán)4、絕緣層6、忍針7為同軸屯、設(shè)置。
[0022] 所述的網(wǎng)狀電極8由中屯、網(wǎng)與外環(huán)構(gòu)成。
[002引本實(shí)施例中，墊片2的材料采用銅，金剛石3為直徑4mm厚度1 mm的CVD金剛石，盤(pán)狀 電極9為直徑3.5 mm厚度Iwii的金，絕緣環(huán)4材料為聚四氣乙締，外殼5末端接頭為SMA型，絕 緣層6材料為聚四氣乙締，忍針7與盤(pán)狀電極9連接點(diǎn)到外殼末端的阻抗為50 Q ;網(wǎng)狀電極8 外徑為3.5 mm，其中屯、網(wǎng)直徑為2.6mm，中屯、網(wǎng)占空比小于20%，材料為3WI1厚的金。
[0024] 本實(shí)用新型的工作流程如下：
[0025] 1)本實(shí)用新型的網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置中的外殼5末端通過(guò)電纜與RC隔 直模塊連接，RC隔直模塊通過(guò)電纜分別與偏壓電源、示波器連接。
[0026] 2)偏壓電源為金剛石3施加偏壓。
[0027] 3)脈沖X射線通過(guò)連接環(huán)1、墊片2照射至金剛石3,產(chǎn)生電子空穴對(duì)，并在偏壓電 場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電流。
[00%] 4)示波器通過(guò)RC隔直模塊獲取電壓信號(hào)。
[0029] 5)根據(jù)公J
，其中::萊'疑為福射流，#為信號(hào)衰減倍數(shù)，幾;為 示波器阻抗，:1?為本實(shí)用新型的探測(cè)裝置響應(yīng)函數(shù)，Q為金剛石有效面積對(duì)應(yīng)的立體角， 能夠計(jì)算得到福射流隨時(shí)間變化結(jié)果。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，墊片2的材料采用不誘鋼，金剛石3 為直徑5mm厚度0.5 mm的CVD金剛石，盤(pán)狀電極9為直徑4.5mm厚度0.5皿的金，外殼5末端接 頭為N型；網(wǎng)狀電極8外徑為4.5 mm，其中屯、網(wǎng)直徑為3.6mm，中屯、網(wǎng)占空比為20%，材料為1皿 厚的金。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，墊片2的材料采用侶;外殼5末端接 頭為BNC型。
[0034] 最后說(shuō)明的是：W上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí) 用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人而言， 其依然可W對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分特征等同替換，所 做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特征在于，所述的測(cè)量裝置包括連接環(huán)（1)、 墊片（2)、金剛石（3)、絕緣環(huán)(4)、外殼（5)、絕緣層(6)、芯針（7)，所述墊片（2)為環(huán)狀金屬 片，金剛石(3)為圓柱形;其連接關(guān)系是，所述的金剛石(3)的一個(gè)端面鍍有網(wǎng)狀電極(8)，另 一端面鍍有盤(pán)狀電極(9);所述的連接環(huán)（1)通過(guò)螺紋固定套接在外殼（5)的前端，在外殼 (5)內(nèi)中軸線上依次設(shè)置有墊片（2)、金剛石（3)、絕緣環(huán)(4)、絕緣層（6)，墊片（2)、金剛石 (3)、絕緣環(huán)(4)通過(guò)連接環(huán)（1)壓緊在外殼(5)內(nèi)；所述的墊片(2)與網(wǎng)狀電極(8)壓緊連接； 所述的絕緣層(6 )與外殼(5 )固定連接;所述的絕緣層(6 )內(nèi)包裹有芯針(7 )，芯針(7 )穿過(guò)絕 緣環(huán)(4)與盤(pán)狀電極(9)連接;所述的外殼(5)末端設(shè)置有外接電纜的接頭。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特征在于，所述的連 接環(huán)（1)、墊片(2)、金剛石(3)、絕緣環(huán)(4)、絕緣層(6)、芯針(7)為同軸心設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特征在于，所述的網(wǎng) 狀電極(8)由中心網(wǎng)與外環(huán)構(gòu)成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特征在于，所述的外 殼(5)末端接頭為SMA型、N型、BNC型中的一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)狀電極金剛石X射線測(cè)量裝置，其特征在于，所述的芯 針(7)與盤(pán)狀電極(9)連接點(diǎn)到外殼末端的阻抗為50 Ω。
【文檔編號(hào)】G01T1/24GK205720694SQ201620528558
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】侯立飛, 杜華冰, 車興森, 余波, 楊國(guó)洪, 劉慎業(yè)
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心