[發(fā)明專利]準單色光成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410806952.2
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104502375B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 孫天希;孫學鵬;劉志國;須穎;董友
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;天津三英精密儀器有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京名華博信知識產(chǎn)權代理有限公司 11453
• 代理人: 苗源;李冬梅

1.一種準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：X射線光源(1)、準單色器(2)、毛細管X光會聚透鏡(3)、會聚器(6)、放大器(8)及探測器(9)；其中：

所述X射線光源(1)為實驗室普通X射線光管，設置在所述毛細管X光會聚透鏡(3)的入口焦斑處；

所述準單色器(2)設置在所述X射線光源(1)與所述毛細管X光會聚透鏡(3)之間，近于所述毛細管X光會聚透鏡(3)入口端；

所述毛細管X光會聚透鏡(3)由多根單毛細管構成，沿垂直于其中心線方向的橫截面為正六邊形，沿其長度方向上的截面空間橢球曲面段；

所述毛細管X光會聚透鏡(3)的長度范圍為3～10厘米，入口端直徑范圍為1～30毫米，出口端直徑范圍為1～10毫米，入口焦距f1的范圍為1～20厘米，出口焦距f2的范圍為1～40毫米；

所述毛細管X光會聚透鏡(3)的出口焦斑處形成第一準單色微焦斑(4)；

所述會聚器(6)的入口焦斑與所述毛細管X光會聚透鏡(3)的出口焦斑形成共聚焦結構，所述會聚器(6)的出口焦斑處形成第二準單色微焦斑(7)；

所述會聚器(6)的出口焦斑處放置有樣品；所述會聚器(6)的入口端處配置有調節(jié)器(5)，用于擋住入射至所述會聚器(6)的中間部分X射線；所述會聚器(6)的長度范圍為1～170毫米，入口焦距F的取值范圍為5～50毫米，出口焦距f的取值范圍為1～30毫米，入口端直徑D的取值范圍為2～20毫米，出口端直徑d的取值范圍為2～20毫米；

所述放大器(8)設置于所述樣品之后的光路上，用于會聚并放大所述樣品的成像信號；

所述探測器(9)設置在所述放大器(8)之后，用于探測并收集所述樣品的成像信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述X射線光源(1)為X射線光管發(fā)射的X射線束，所述X射線光管的靶材為鉬、銀或鎢中的一種；和/或，所述X射線光源(1)的功率范圍為1～1000瓦。

3.根據(jù)權利要求2所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述毛細管X光會聚透鏡(3)中位于其中心位置的一根單毛細管所在的層數(shù)定義為第一層，從內向外第n層中單毛細管的數(shù)目為6(n-1)，且n＞1。

4.根據(jù)權利要求1所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于，所述會聚器(6)為橢球形，在沿其中心對稱線方向上的截面為旋轉橢球面段，沿垂直于其中心線方向的截面為圓形。

5.根據(jù)權利要求4所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述準單色器(2)的制作材料為金屬材料；和/或，所述會聚器(6)的制作材料為鉛玻璃。

6.根據(jù)權利要求5所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于，所述會聚器(6)的長度為30毫米，入口端直徑為10毫米，出口端直徑為12毫米，入口焦距為30毫米，出口焦距為9毫米。

7.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細管X光會聚透鏡(3)的長度L為65毫米，入口端的直徑D_in為17毫米，出口端的直徑D_out為2毫米；其中，在17.4keV能量點，所述毛細管X光會聚透鏡(3)的入口焦距f₁為73毫米，出口焦距f₂為13毫米，焦斑直徑為25微米，功率密度放大倍數(shù)為8000。

8.根據(jù)權利要求7所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于：所述放大器(8)為波帶片，所述波帶片的最外層透射X射線圓環(huán)的直徑與離開所述會聚器(6)出口焦斑的X射線束的中空環(huán)狀結構相匹配；波帶片最外層透射X射線圓環(huán)的寬度范圍1～200納米；和/或，所述探測器(9)為空間分辨探測器，空間分辨范圍為1～100微米，能量探測范圍為9～100keV。

9.根據(jù)權利要求8所述的準單色光成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括：分析終端，與所述探測器(9)連接，用于對所述樣品的成像信號進行納米成像分析。