[發(fā)明專利]用于X射線探測和成像系統(tǒng)的雙鏡式探測光學部件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310360637.7
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103454289A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 樂孜純;董文
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發(fā)明涉及X射線探測和成像領域，尤其是一種X射線探測和成像系統(tǒng)的探測光學部件。

背景技術

自從1895年倫琴發(fā)現X射線以來，X射線所具有的獨特的特性就使得它在醫(yī)學和工業(yè)探傷領域發(fā)揮了巨大的作用。X射線所具有的獨特的特性是指：X射線輻射光子能量越高，波長就越短，而其相應的X射線診斷系統(tǒng)的分辨率就越高；同時X射線所具有的大穿透深度，可以無損地觀測各種樣本的不透明的內部結構。近年來，隨著X射線輻射源和X射線光學元器件的發(fā)展，X射線探測和成像技術向著更高的分辨率和更好的無損性的方向發(fā)展，比如，用于樣本中元素分布測量的X射線熒光微層析實驗系統(tǒng)（C.G.Schroer,Reconstructing?x-ray?fluorescence?microtomograms,Appl.Phys.Lett.,79(2001):1912-1914），以及用于單細胞檢測的X射線實驗系統(tǒng)（S.Bohic,et?al.,Synchrontron?hard?x-ray?microprobe:Fluorescence?imaging?of?single?cells,Appl.Phys.Lett.,78(2001):3544-3546）等。X射線探測和成像裝置主要包括X射線顯微鏡、X射線微探針、X射線衍射儀、X射線散射儀、X射線反射儀、X射線層析術、X射線投影光刻裝置等等。要進一步提高上述探測和成像系統(tǒng)的分辨率，使其達到微米、亞微米甚至納米量級，能實現亞微米甚至納米量級X射線探測聚焦微束的光學結構是核心技術問題。

發(fā)明內容

為了克服已有X射線探測和成像系統(tǒng)的探測光學部件的微區(qū)分辨率較低、分辨率不能在線調節(jié)、不能實現分級檢測的不足，本發(fā)明提供一種獲得高微區(qū)分辨率的同時、分辨率在線調節(jié)的用于X射線探測和成像系統(tǒng)的雙鏡式探測光學部件。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于X射線探測和成像系統(tǒng)的雙鏡式探測光學部件，所述雙鏡式探測光學部件包括雙鏡鏡筒、X射線跨接式組合折射透鏡、第一X射線組合折射透鏡和雙鏡機械調整機構，

所述X射線跨接式組合折射透鏡包括第二X射線組合折射透鏡和第三X射線組合折射透鏡，所述第二X射線組合折射透鏡與所述第一X射線組合折射透鏡具有相同的入射口徑，所述第二X射線組合折射透鏡出射端與所述第三X射線組合折射透鏡的入射端連接；

所述X射線跨接式組合折射透鏡、第一X射線組合折射透鏡位于所述雙鏡鏡筒內，所述X射線跨接式組合折射透鏡的光軸與第一X射線組合折射透鏡的光軸平行，所述X射線跨接式組合折射透鏡的聚焦光斑尺寸比第一X射線組合折射透鏡的聚焦光斑尺寸小；

所述雙鏡鏡筒安裝在用以將X射線跨接式組合折射透鏡或第一X射線組合折射透鏡雙鏡移出或移入X射線探測和成像系統(tǒng)光路的機械調整機構上。

進一步，所述第二X射線組合折射透鏡出射端制作有微結構連接銷，所述第三X射線組合折射透鏡的入射口徑與所述第二X射線組合折射透鏡的出射口徑匹配，所述第三X射線組合折射透鏡的入射端制作有與所述微結構連接銷適配的銷孔，以便于將所述第二X射線組合折射透鏡和第三X射線組合折射透鏡接續(xù)起來。

再進一步，所述雙鏡鏡筒內安裝至少兩個X射線跨接式組合折射透鏡和1個第一X射線組合折射透鏡。例如可以配置為1個第一X射線組合折射透鏡和3個X射線跨接式組合折射透鏡，3個X射線跨接式組合折射透鏡的聚焦光斑尺寸處于不同等級，當然，也可以采用其他組合。

更進一步，至少兩個X射線跨接式組合折射透鏡和1個第一X射線組合折射透鏡的光軸位于所述雙鏡鏡筒的同心圓上，所述機械調整機構與雙鏡鏡筒的中心軸聯(lián)動。由于X射線跨接式組合折射透鏡和第一X射線組合折射透鏡位于同心圓上，通過轉動，可以調節(jié)相互的位置，通過雙鏡鏡筒將X射線跨接式組合折射透鏡或第一X射線組合折射透鏡雙鏡移出或移入X射線探測和成像系統(tǒng)光路；當然，也可以采用其他的調節(jié)方式。

本發(fā)明的技術構思為：X射線組合折射透鏡是一種基于折射效應的新型X射線聚焦器件，其理論聚焦光斑尺寸可達納米量級，實際測試所得聚焦光斑尺寸通常在幾個微米，并具有尺寸小、制作工藝簡單、魯棒性好、可批量加工的優(yōu)點，適合高探測分辨率的X射線探測和成像系統(tǒng)；其次，X射線組合折射透鏡覆蓋的光子能量非常寬，因此基于它構架X射線探測和成像系統(tǒng)，適用于多種應用場合；最后由于其基于折射效應，因此在對X射線束聚焦時不需要折轉光路，因此所形成的探測裝置結構緊湊、尺寸小、重量輕。