[發明專利]X射線放大成像系統

有效

• 申請號: 201510191710.1
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN104833686B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 孫天希;孫學鵬;須穎;董友;劉志國
• 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;G01N23/06
• 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X射線放大成像系統，其特征在于，包括：

X射線光源(1)；

X射線光源透鏡(2)，其入口端設置有所述X射線光源(1)，用于會聚所述X射線光源(1)發射的X射線并得到用于照射樣品(4)的微焦斑相干光源(3)；

相位放大光柵(5)，設置于所述樣品(4)之后，用于收集并調制照射所述樣品(4)后的X射線并產生衍射自成像效應；

分析吸收放大光柵(6)，設置于所述相位放大光柵(5)之后，位于所述衍射自成像效應對應的自成像平面位置處，所述分析吸收放大光柵(6)用于收集并處理來自所述相位放大光柵(5)的X射線，將其中的相位信息轉換為可識別的光強信息；

X射線探測器(7)，設置在所述分析吸收放大光柵(6)之后，靠近所述分析吸收放大光柵(6)的出口端，用于探測并收集所述樣品(4)的信息；

其中，所述相位放大光柵(5)和分析吸收放大光柵(6)為多毛細管X射線光柵，分別由多根硅酸鹽玻璃或鉛玻璃單毛細管拉制而成；所述相位放大光柵(5)和分析吸收放大光柵(6)沿各自長度方向上的外形為錐形面段、拋物線型面段或者其它二次曲面段；所述相位放大光柵(5)和所述分析吸收放大光柵(6)的光柵周期范圍為0.01-20微米，高寬比的范圍為10-100000；所述相位放大光柵(5)和所述分析吸收放大光柵(6)沿垂直于各自中心對稱軸線的界面的直徑范圍為1-800毫米。

2.根據權利要求1所述的X射線放大成像系統，其特征在于，所述樣品(4)放置于所述微焦斑相干光源(3)和相位放大光柵(5)之間，靠近所述相位放大光柵(5)的入口端；所述X射線探測器(7)設置在所述分析吸收放大光柵(6)之后靠近其出口端。

3.根據權利要求1所述的X射線放大成像系統，其特征在于，還包括：

信息處理裝置，與所述X射線探測器(7)連接，用于提取并分析處理所述樣品(4)的信息。

4.根據權利要求3所述的X射線放大成像系統，其特征在于：

所述相位放大光柵(5)沿其水平中心周線方向上的長度H1的取值范圍為0.1-20厘米，入口端直徑D1的取值范圍為1-200毫米，出口端直徑D2的取值范圍為4-400毫米；

所述分析吸收放大光柵(6)沿其水平中心周線方向上的長度H2的取值范圍為0.1-15厘米，入口端直徑D3的取值范圍為8-500毫米，出口端直徑D4的取值范圍為：12-600毫米。

5.根據權利要求4所述的X射線放大成像系統，其特征在于，所述X射線光源透鏡(2)為單/多毛細管硅酸鹽玻璃或鉛玻璃透鏡，其入口焦距F1的范圍為1-30厘米，出口焦距F2的范圍為1-40毫米，出口焦斑的直徑范圍為0.05-50微米，長度L1的范圍為5-200毫米，入口端直徑D_in1的范圍為3-40毫米，出口端直徑D_out1的范圍為1-20毫米。

6.根據權利要求5所述的X射線放大成像系統，其特征在于：

所述X射線光源透鏡(2)的出口焦斑的直徑范圍為1微米，長度L1為50毫米，入口端直徑D_in1為10毫米，出口端直徑D_out1為1毫米；

所述相位放大光柵(5)的光柵周期為2微米，高寬比為1300，入口端直徑D1和出口端直徑D2分別為8毫米和12毫米；

所述分析吸收放大光柵(6)的光柵周期為2微米，高寬比為900，入口端直徑D3和出口端直徑D4分別為15毫米和18毫米。

7.根據權利要求6所述的X射線放大成像系統，其特征在于，所述相位放大光柵(5)和分析吸收放大光柵(6)沿垂直于其水平中心線方向的橫截面的外形為四邊形；其中，構成所述多毛細管X射線光柵的中空單毛細管的輪廓外形為六角形或圓形。

8.根據權利要求7所述的X射線放大成像系統，其特征在于，構成所述X射線光源透鏡(2)、相位放大光柵(5)和分析吸收放大光柵(6)的多個單毛細管緊密排列，位于中心位置的單毛細管為一根，其所在的層數定義為1，則從內向外各層上的單毛細管的數目為6(n-1)，其中n為層數，n>1，各單毛細管的內徑大小相同。