[實用新型]用于微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線光闌

有效

• 申請號: 201820584450.3
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN208334244U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 樂孜純;董文
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 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

一種用于微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線光闌，所述X射線光闌包括整形部分和濾波部分，所述整形部分是指利用X射線光闌結構阻隔射入X射線陣列組合折射透鏡之外的雜散光并對光束進行初步準直的結構；所述濾波部分是指X射線光闌結構中透光帶和阻光帶交替布置的濾波結構，并通過濾波結構將X射線光波分裂成多個子光束。本實用新型應用于微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件，可同時實現高微區分辨率和高靈敏度，并可進行現場分析。

技術領域

本實用新型涉及X射線探測和成像領域，尤其是一種用于微束X射線熒光分析系統的X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線光闌。

背景技術

X射線熒光(XRF，X-Ray Fluorescence)分析系統能在常壓下對各種形態(固態/液態/粉末等)樣品進行簡單快速、高分辨率和無損的元素定量測量分析。而微束X射線熒光分析系統(micro-XRF)因其具有更高的微區分辨率而受到廣泛關注。

微束X射線熒光分析系統(micro-XRF)通常都需要配備X射線聚焦器件。使用了X射線聚焦器件的X射線熒光分析系統，雖然微區分辨率大幅度提高(通常可以提高一個數量級以上)，但計數率會下降，影響了探測靈敏度。已有技術基于X射線毛細管器件的熒光光譜儀(專利號：201010180956.6)，使用X射線毛細管器件進行聚焦，微區分辨率通常只能達到幾十微米，不僅微區分辨率不夠高，且因計數率下降導致探測靈敏度也有一定程度的降低；同時結構復雜、尺寸龐大，無法實現便攜。發明人之前也提出了一種便攜式微束X射線熒光光譜儀(專利號：201310356270.1，是與本發明最接近的已有技術)，用X射線組合折射透鏡獲得探測微束，雖然微區分辨率大幅度提高，但計數率低，影響了探測靈敏度。

X射線組合折射透鏡是集成型微結構器件，數值口徑小，X射線光管發出的光不能全部被組合透鏡接收，不僅使得計數率降低、而且浪費了X射線光能量，還增加了噪聲。如果能發明新的器件結構，盡可能多的利用X射線光管發出的X射線光，則不僅能大幅度增加計數率、進而提高探測靈敏度，同時還能降低能耗、減小噪聲。

發明內容

為了克服已有X射線熒光光譜儀微區分辨率還不夠高，特別是因計數率低而導致的探測靈敏度不夠高，且結構復雜、尺寸龐大、無法實現便攜的不足，本實用新型提供一種用于微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線光闌，將其應用于小型化微束X射線熒光分析系統，可同時實現高微區分辨率和高靈敏度，并可進行現場分析。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線光闌，所述X射線光闌包括整形部分和濾波部分，所述整形部分是指利用X射線光闌結構阻隔射入X射線陣列組合折射透鏡之外的雜散光并對光束進行初步準直的結構；所述濾波部分是指X射線光闌結構中透光帶和阻光帶交替布置的濾波結構，并通過濾波結構將X射線光波分裂成多個子光束。

進一步，所述透光帶的數目為(M+1)個，與所述X射線陣列組合折射透鏡中組合折射透鏡的數目相同。

再進一步，所述透光帶和阻光帶的寬度分別由下列公式計算得出：

零級透光帶T₀，與X射線組合折射透鏡的數值口徑尺寸相同，正負一級透光帶、正負二級透光帶…，依此類推，透光帶寬度表示為：

θ為X射線陣列組合折射透鏡的光軸與陣列中的正負一級X射線組合折射透鏡的光軸夾角；

正負一級阻光帶、正負二級阻光帶…，依此類推，阻光帶寬度表示為：

G_M＝L·tan(0.5M·θ) (2)

其中L代表X射線組合折射透鏡的幾何長度，表示為L＝N·l，其中l為折射單元軸向厚度尺寸。