[發明專利]一種組合式X射線光學器件

無效

• 申請號: 200910093449.6
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN101667467A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 李玉德;林曉燕;譚植元;孫天希;劉志國;潘秋麗;羅萍;談國太;程琳
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;北京師大科技園科技發展有限責任公司
• 主分類號: G21K1/06
• 分類號: G21K1/06;G21K3/00;C03C3/091
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及光學領域，特別是涉及組合式X射線光學器件。

背景技術

X射線是一種比紫外線波長更短的電磁波，在物理學、化學、生命科學、 材料科學、天文學、環境科學、醫學等領域有著廣泛的應用。基于全反射的毛 細管光學元件在用于產生X射線微束時，實現廣角、寬帶傳輸，而且造價低廉， 因而引起人們的極大興趣。X射線毛細管光學是發展最快的X射線光學技術之 一。X射線毛細管與傳統的X射線管結合可以建成桌面型(table-top)微束譜儀 或衍射儀，特別適用于空間站使用。X射線毛細管與同步輻射光源結合可產生 更強的X射線微束。20世紀80年代末期，前蘇聯科學家Kumakhov提出了一 種由多根中空的玻璃毛細導管束組成的光學器件，它可以按照人們的要求大角 度寬波段調控X光的傳輸方向。這種光學器件被人們稱作毛細管X光透鏡。

毛細管X光透鏡是根據全反射原理來改變X射線的傳輸方向，所以X射線 在玻璃材料中的全反射臨界掠射角的大小直接決定著毛細管X光透鏡的使用 效果。X射線能量越高，全反射臨界掠射角越小，毛細管X光透鏡的傳輸效率 越低，聚焦效果越差。30keV被普遍認為是當前毛細管X光透鏡的能量上限。

有關專家學者預計高能X射線在醫學和天文學等領域將有廣泛的應用，如 心血管造影、高能X射線天文望遠鏡等。因此，如何得到聚焦30keV以上高 能X射線的光學器件一直是人們努力研究的方向之一。

發明內容

本發明實施例提供一種組合式X射線光學器件，用于將高能發散X光束 轉變為平行X光束，或將高能平行X光束會聚成一點，并對低能X射線過濾。

一種組合式X射線光學器件：

所述光學器件包括多個實心構件，以及通過該多個實心構件傳輸X射線；

所述實心構件由玻璃材料制成，側壁鍍有金屬膜；該玻璃材料與金屬膜的 臨界面構成反射面，用于X射線在經過反射面時發生全反射；

每個實心構件的兩端中的一端用于接收X射線，另一端用于輸出X射線；

所述多個實心構件組合成軸對稱結構的光學器件，并且使得光學器件沿軸 方向的外形母線滿足二次曲線方程。

所述光學器件沿軸方向的外形母線滿足拋物線方程。

所述實心構件的所有橫截面為圓。

所述實心構件的所有橫截面為面積相等的圓。

多個所述實心構件中越靠近軸的實心構件的橫截面的直徑越大。

所述實心構件的橫截面的直徑范圍為0.05-5mm。

所述光學器件沿軸方向的長度范圍為200-1000mm；

所述光學器件的橫截面的最大直徑的范圍為50-500mm。

玻璃材料包括Li、Be和B中的一種或多種元素。

玻璃材料包括：

所述實心構件的側壁鍍的金屬包括鎢、金和鉑中的一種或多種元素。

所述實心構件的玻璃表面經過光滑處理。

本發明實施例通過玻璃和金屬兩種材料制成實心構件，并由多個該實心構 件組成光學器件，該光學器件可傳輸高能X射線。并且光學器件中的玻璃材料 還可對低能X射線進行過濾，從而得到能量較集中的X射線。本發明實施例 通過采用輕質玻璃材料和/或重金屬材料來進一步提高傳輸高能X射線的能力。

本發明實施例中的光學器件的反射面較為光滑，有利于X射線的傳輸。并 且可在鍍金屬膜之前對玻璃材料的實心構件表面進行光滑處理，進一步降低反 射面的粗糙度，從而提高X射線的傳輸效率，減少光強損失。

附圖說明

圖1為本發明實施例中光學器件的示意圖；

圖2為本發明實施例中實心構件的剖面圖；

圖3為本發明實施例中光學器件會聚X射線的示意圖。

具體實施方式