根據神光Ⅲ主機的特點和要求，配套研制了一種大動態范圍X射線掃描相機。該相機與以往有很大不同。對核心部件掃描變像管進行了新的優化設計，以獲得更好的空間分辨率和動態范圍。在結構方面采用了獨特的密閉氣室結構，變像管、CCD和所有的電控設備都寄宿在氣室內，維持常溫和一個大氣壓狀態。在控制上，通過內嵌式計算機和以太網線實現了掃描相機所有功能的遠程控制。在性能指標上也有較大的提高。動態測試表明，該相機系統對比度有顯著提高，動態范圍大于2000，時間分辨率優于10ps。相機已經完成了現場打靶，將應用于X射線的高時間分辨診斷和神光Ⅲ主機48束激光的同步性檢驗。

　　隨著慣性約束聚變(ICF)研究的不斷深入，對激光能量的要求也越來越高。神光Ⅲ主機是神光Ⅲ原型裝置基礎上發展起來的巨型激光裝置，擁有48束三倍頻激光，總能量達到了百萬焦耳級，是我國規模最大的ICF研究主力裝置。神光Ⅲ主機在靶室結構尺寸和實驗運行方式上同神光Ⅱ和神光Ⅲ原型裝置差別巨大，對診斷設備的外形、性能指標和工作模式的要求也有很大的不同。在外形方面，主機配套建設了公共診斷搭載平臺，X射線掃描相機的結構設計必須適應搭載平臺的送入、退出靶室的精密運動和精密指向調節功能。隨著激光能量的大幅提高，在性能指標上要求掃描相機擁有更大的動態范圍和更強的抗輻射干擾能力。6m的靶室直徑遠大于掃描相機的診斷距離，在工作模式上要求實現相機系統所有控制功能的遠程計算機控制。

　　本文介紹了專門為神光Ⅲ主機研制的大動態范圍X射線掃描相機。該相機采用了氣室結構，實現了全部控制功能的遠程控制，在動態范圍和空間分辨上也有較大提升。它既可以用于檢驗神光Ⅲ主機各束激光到達靶點的同步性，也可以用于各項物理實驗的X射線診斷測量。

　　1、掃描變像管

　　在前期研究的基礎上，針對提高空間分辨率和動態范圍的要求，通過合理調整參數，重新優化了變像管電子光學系統如圖1和表1所示。

　　(1)適當減小狹縫高度(L=25mm)，增大了放大倍率(M=1.6)；

　　(2)適當提高了變像管工作電壓；

　　(3)改進了后加速技術，兼顧高的電光轉換效率和高的偏轉靈敏度。增大了后加速系統工作面積(Φ42mm)。解決了后加速系統影響空間分辨率及制作工藝的技術問題，驗證了后加速系統可顯著提高電光轉換效率并兼顧提高偏轉靈敏度的有效性。

圖1　X射線掃描變像管電子光學結構

表1　變像管設計參數比較

　　圖2是研制的X射線掃描變像管實物，聚焦區已經用環氧樹脂灌封，以防止高壓打火。

圖2 X射線條紋變像管實物

　　4、結論

　　根據神光Ⅲ主機的特點和要求，配套研制了一種大動態范圍X射線掃描相機。在結構方面采用了獨特的密閉氣室結構，變像管、CCD和所有的電控設備都寄宿在氣室內，維持常溫和一個大氣壓狀態。氣室搭載在公共診斷搭載平臺上，由搭載平臺完成相機的進出靶室和指向瞄準動作。氣室的屏蔽作用同相機內部的電磁屏蔽措施一道也大大加強了相機的抗電磁干擾能力。在控制上，通過內嵌式計算機和以太網線實現了掃描相機所有功能的遠程控制。在性能指標上也有較大的提高。動態測試表明，該相機系統對比度有顯著提高，動態范圍大于2000，時間分辨率優于10ps。

　　目前本相機已經在實驗室內完成了所有重要指標的標定和測試工作，隨后將在神光Ⅲ主機上進行現場試驗，以檢驗相機的抗干擾能力、系統穩定性以及同公共診斷搭載平臺的配合。