引 言
在闪光X光照相技术中,直到目前为止仍最常采用照相底片作为信息载体。但由于照相底片的黑密度值同显影条件有关,并且需要复杂的数据分析设备、不能实时显示、动态范围窄等缺点,使闪光X光照相技术的应用和研究在一定程度上受到限制。近十多年来,国内外都在做用CCD作记录的尝试,事实证明用CCD记录闪光图象是理想的,因为CCD的动态范围大(典型值为104)、灵敏度高、线性度好。由于CCD的光谱响应特性不是平坦的,而转换屏的发光光谱又是非连续的和非均匀的,它们之间自然存在一个匹配问题,因此弄清转换屏的光谱特性是极其重要的。
本实验的目的是要通过实验弄清楚4号转换屏的峰值波长是否与CCD的具有最大量子效率的波长一致,从而判定该屏是否与CCD系统的响应相匹配。实验中发现,转换屏的光转换效率极低,发出的荧光极其微弱,实验时难以用普通的光学介质记录荧光的光谱信息。使用过21定和27定的全色底片,但都得不到光谱图。换用33定的富士全色底片,改进光路,并把拍摄时间延长到两小时,才得到了较为满意的结果。
1 实验原理
X射线作用在物质上时,会使物质的分子或原子产生电离,释放出电子。能量较小的X射线能使外层电子电离,能量较大的X射线使内层电子电离[1]。自由电子打在荧光物质上发出荧光。转换屏上既有可电离物质又有荧光物质,因此当X光打在转换屏上时会发出荧光。
在实验中用2米光栅光谱仪来分析荧光光谱。其工作原理是:光从光谱仪的狭缝进入,经一反射光栅分光并被反射到一凸面反射镜上,此时的光已经被色散开,凸面镜再把光反射到暗盒的记录底片上。谱线在底片上按波长排列。
为了聚集更多的荧光进入光谱仪,我们采用了如图1所示的光路图。图中的球面透镜相对孔径较大,是为了增大散射光收集体积,聚集更多的荧光。使用柱面透镜是让光线横向聚拢,成一条狭长的光带进入光谱仪的入瞳狭缝。调整好球面透镜和柱面透镜的位置,使转换屏的前表面在光谱仪的入瞳平面上横向成清晰的象。同时选用了33定的快速全色底片拍摄,并把曝光时间定得较长,以求在弱光条件下能得到较清晰的谱图。实验中使用的球面透镜焦距f1=160mm,口径60mm;柱面透镜的焦距f2=150mm,口径为40×40mm2;转换屏距入瞳700mm。
