[發(fā)明專(zhuān)利]用于微型化X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件的X射線(xiàn)光闌

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810366330.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108398448B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂(lè)孜純;董文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/223
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/223
• 代理公司: 杭州斯可睿專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種用于微型化X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件的X射線(xiàn)光闌，所述X射線(xiàn)光闌包括整形部分和濾波部分，所述整形部分是指利用X射線(xiàn)光闌結(jié)構(gòu)阻隔射入X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡之外的雜散光并對(duì)光束進(jìn)行初步準(zhǔn)直的結(jié)構(gòu)；所述濾波部分是指X射線(xiàn)光闌結(jié)構(gòu)中透光帶和阻光帶交替布置的濾波結(jié)構(gòu)，并通過(guò)濾波結(jié)構(gòu)將X射線(xiàn)光波分裂成多個(gè)子光束。本發(fā)明應(yīng)用于微型化X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高微區(qū)分辨率和高靈敏度，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及X射線(xiàn)探測(cè)和成像領(lǐng)域，尤其是一種用于微束X射線(xiàn)熒光分析系統(tǒng)的X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件的X射線(xiàn)光闌。

背景技術(shù)

X射線(xiàn)熒光(XRF，X-Ray Fluorescence)分析系統(tǒng)能在常壓下對(duì)各種形態(tài)(固態(tài)/液態(tài)/粉末等)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單快速、高分辨率和無(wú)損的元素定量測(cè)量分析。而微束X射線(xiàn)熒光分析系統(tǒng)(micro-XRF)因其具有更高的微區(qū)分辨率而受到廣泛關(guān)注。

微束X射線(xiàn)熒光分析系統(tǒng)(micro-XRF)通常都需要配備X射線(xiàn)聚焦器件。使用了X射線(xiàn)聚焦器件的X射線(xiàn)熒光分析系統(tǒng)，雖然微區(qū)分辨率大幅度提高(通常可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上)，但計(jì)數(shù)率會(huì)下降，影響了探測(cè)靈敏度。已有技術(shù)基于X射線(xiàn)毛細(xì)管器件的熒光光譜儀(專(zhuān)利號(hào)：201010180956.6)，使用X射線(xiàn)毛細(xì)管器件進(jìn)行聚焦，微區(qū)分辨率通常只能達(dá)到幾十微米，不僅微區(qū)分辨率不夠高，且因計(jì)數(shù)率下降導(dǎo)致探測(cè)靈敏度也有一定程度的降低；同時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)便攜。發(fā)明人之前也提出了一種便攜式微束X射線(xiàn)熒光光譜儀(專(zhuān)利號(hào)：201310356270.1，是與本發(fā)明最接近的已有技術(shù))，用X射線(xiàn)組合折射透鏡獲得探測(cè)微束，雖然微區(qū)分辨率大幅度提高，但計(jì)數(shù)率低，影響了探測(cè)靈敏度。

X射線(xiàn)組合折射透鏡是集成型微結(jié)構(gòu)器件，數(shù)值口徑小，X射線(xiàn)光管發(fā)出的光不能全部被組合透鏡接收，不僅使得計(jì)數(shù)率降低、而且浪費(fèi)了X射線(xiàn)光能量，還增加了噪聲。如果能發(fā)明新的器件結(jié)構(gòu)，盡可能多的利用X射線(xiàn)光管發(fā)出的X射線(xiàn)光，則不僅能大幅度增加計(jì)數(shù)率、進(jìn)而提高探測(cè)靈敏度，同時(shí)還能降低能耗、減小噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有X射線(xiàn)熒光光譜儀微區(qū)分辨率還不夠高，特別是因計(jì)數(shù)率低而導(dǎo)致的探測(cè)靈敏度不夠高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大、無(wú)法實(shí)現(xiàn)便攜的不足，本發(fā)明提供一種用于微型化X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件的X射線(xiàn)光闌，將其應(yīng)用于小型化微束X射線(xiàn)熒光分析系統(tǒng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高微區(qū)分辨率和高靈敏度，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于微型化X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡集成組件的X射線(xiàn)光闌，所述X射線(xiàn)光闌包括整形部分和濾波部分，所述整形部分是指利用X射線(xiàn)光闌結(jié)構(gòu)阻隔射入X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡之外的雜散光并對(duì)光束進(jìn)行初步準(zhǔn)直的結(jié)構(gòu)；所述濾波部分是指X射線(xiàn)光闌結(jié)構(gòu)中透光帶和阻光帶交替布置的濾波結(jié)構(gòu)，并通過(guò)濾波結(jié)構(gòu)將X射線(xiàn)光波分裂成多個(gè)子光束。

進(jìn)一步，所述透光帶的數(shù)目為(M+1)個(gè)，與所述X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡中組合折射透鏡的數(shù)目相同。

再進(jìn)一步，所述透光帶和阻光帶的寬度分別由下列公式計(jì)算得出：

零級(jí)透光帶T₀，與X射線(xiàn)組合折射透鏡的數(shù)值口徑尺寸相同，正負(fù)一級(jí)透光帶、正負(fù)二級(jí)透光帶…，依此類(lèi)推，透光帶寬度表示為：

θ為X射線(xiàn)陣列組合折射透鏡的光軸與陣列中的正負(fù)一級(jí)X射線(xiàn)組合折射透鏡的光軸夾角；

正負(fù)一級(jí)阻光帶、正負(fù)二級(jí)阻光帶…，依此類(lèi)推，阻光帶寬度表示為：

G_M＝L·tan(0.5M·θ) (2)

其中L代表X射線(xiàn)組合折射透鏡的幾何長(zhǎng)度，表示為L(zhǎng)＝N·l，其中l(wèi)為折射單元軸向厚度尺寸。