[實用新型]準單色光成像系統

有效

• 申請號: 201420827175.5
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204287081U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（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，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)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)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)的入口端處配置有所述調節器(5)，用于擋住入射或出射于所述會聚器(6)的中間部分X射線；

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.根據權利要求1所述的準單色光成像系統，其特征在于：

所述X射線光源(1)為X射線光管發射的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.根據權利要求2所述的準單色光成像系統，其特征在于：

所述毛細管X光會聚透鏡(3)為X射線會聚透鏡；

所述毛細管X光會聚透鏡(3)由單根單毛細管構成；或者，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。

4.根據權利要求3所述的準單色光成像系統，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定義為第一層，從內向外第n層中單毛細管的數目為6(n-1)，且n＞1；和/或，

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。

5.根據權利要求1至4任一項所述的準單色光成像系統，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；

其中，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。

6.根據權利要求5所述的準單色光成像系統，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。

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

8.根據權利要求7所述的準單色光成像系統，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，功率密度放大倍數為8000。

9.根據權利要求8所述的準單色光成像系統，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射線束的中空環狀結構相匹配；波帶片最外層透射X射線圓環的寬度范圍1～200納米；和/或，

所述X射線探測器(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。

10.根據權利要求1至4任一項所述的準單色光成像系統，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。