[發(fā)明專利]X射線源及X射線產(chǎn)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210563112.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103219211A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳垚;鄭海榮;陳婷;桂建保;蔣昌輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01J35/06
• 分類號(hào): H01J35/06
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 李永華;吳平

1.一種X射線源，其特征在于，包括控制電路、普通光源、光學(xué)組件、普通光入射窗、光陰極、電子束聚焦結(jié)構(gòu)、陽(yáng)極靶、X射線出射窗及真空容器；

所述控制電路，用于控制所述普通光源的工作狀態(tài)；

所述普通光源，用于發(fā)射特定波長(zhǎng)范圍的光線；

所述光學(xué)組件，用于對(duì)所述普通光源發(fā)射的光線進(jìn)行聚焦；

所述普通光入射窗，設(shè)于所述真空容器上，所述普通光入射窗用于透過(guò)所述特定波長(zhǎng)范圍的光線；

所述光陰極，用于光激發(fā)電子；

所述電子束聚焦結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述光陰極產(chǎn)生的電子束進(jìn)行聚焦；

所述陽(yáng)極靶，受到加速電子的轟擊而通過(guò)韌致輻射產(chǎn)生X射線；

所述X射線出射窗，設(shè)于所述真空容器上，所述X射線出射窗用于透過(guò)X射線；及

所述真空容器，用于封裝所述光陰極、電子束聚焦結(jié)構(gòu)及陽(yáng)極靶；

其中，所述普通光源發(fā)射的光線，經(jīng)過(guò)所述光學(xué)組件聚焦后，透過(guò)所述普通光入射窗而照射到所述光陰極上，所述光陰極受到光激發(fā)而產(chǎn)生電子；所述電子束在所述電子束聚焦結(jié)構(gòu)的約束下，并在高壓電場(chǎng)的加速作用下轟擊所述陽(yáng)極靶，使所述陽(yáng)極靶產(chǎn)生X射線。

2.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述普通光源為激光發(fā)生器、激光二極管、光纖激光器或高亮度發(fā)光二極管。

3.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述普通光源波長(zhǎng)的特定值或特定范圍由所述光陰極的構(gòu)成材料特性決定，使得選定某個(gè)特定波長(zhǎng)或特定波長(zhǎng)范圍的光子能夠使X射線管采用的光陰極材料的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大值或者適用值。

4.如權(quán)利要求3所述的X射線源，其特征在于，所述光陰極采用堿金屬、負(fù)電子親和勢(shì)III-V族半導(dǎo)體化合物或金屬。

5.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述真空容器的封裝形式為玻璃封裝、金屬陶瓷封裝或采用能夠維持一定高真空度的金屬真空腔體。

6.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述真空容器的真空度范圍為小于等于10^-6毫米汞柱大于等于10^-11毫米汞柱。

7.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述普通光入射窗口由光學(xué)玻璃制成。

8.如權(quán)利要求7所述的X射線源，其特征在于，所述光學(xué)玻璃為石英玻璃、K9玻璃、鉬玻璃或普通玻璃。

9.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述X射線出射窗口由低原子序數(shù)的材料構(gòu)成。

10.如權(quán)利要求9所述的X射線源，其特征在于，所述低原子序數(shù)的材料為金屬鈹。

11.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述光陰極的表面與水平方向夾角范圍為從大于等于5度小于等于85度，所述陽(yáng)極靶的表面與水平方向夾角范圍為大于等于5度小于等于15度。

12.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述光陰極與陽(yáng)極靶之間接有高電壓，所述高電壓的高壓接法為（1）陽(yáng)極接正高壓，陰極接負(fù)高壓、（2）陽(yáng)極接正高壓，陰極接地、或（3）陽(yáng)極接地，陰極接負(fù)高壓。

13.如權(quán)利要求1所述的X射線源，其特征在于，所述電子束聚焦結(jié)構(gòu)具有圍攏式結(jié)構(gòu)，其電位與所述光陰極相等或相近，以靜電透鏡的形式聚焦發(fā)散的光電子。

14.一種X射線產(chǎn)生方法，其采用如權(quán)利要求1~13任一項(xiàng)所述的X射線源，其特征在于，所述X射線產(chǎn)生方法包括如下步驟：

通過(guò)所述控制電路控制所述普通光源的開(kāi)啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)X射線的可編程、脈沖式發(fā)射；或/及

通過(guò)改變所述真空容器外的光學(xué)組件，改變所述光陰極的照射區(qū)域的大小與形狀，從而改變所述陽(yáng)極靶上焦斑的大小與形狀；或/及

通過(guò)所述控制電路控制所述普通光源的光強(qiáng)大小，從而調(diào)整X射線的強(qiáng)度。