[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射線折光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820584629.9
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN208432556U
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樂孜純;董文
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)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射線折光器，所述X射線折光器與X射線陣列組合折射透鏡貼近放置，所述X射線折光器具有用于實現(xiàn)入射X射線光束整形的整形結(jié)構(gòu)，所述整形結(jié)構(gòu)是指X射線折光器對X射線陣列組合折射透鏡中的正負(fù)一級組合透鏡折光θ角度，對X射線陣列組合折射透鏡中的正負(fù)二級組合透鏡折光2θ角度，依此類推，最終實現(xiàn)對X射線陣列組合折射透鏡中每一個單一組合折射透鏡的類平行光入射。本實用新型應(yīng)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(xiàn)高微區(qū)分辨率和高靈敏度，并可進行現(xiàn)場分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及X射線探測和成像領(lǐng)域，尤其是一種用于微束X射線熒光分析系統(tǒng)的X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線折光器。

背景技術(shù)

X射線熒光(XRF，X-Ray Fluorescence)分析系統(tǒng)能在常壓下對各種形態(tài)(固態(tài)/液態(tài)/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(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射線熒光分析系統(tǒng)(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(tǒng)，雖然微區(qū)分辨率大幅度提高(通常可以提高一個數(shù)量級以上)，但計數(shù)率會下降，影響了探測靈敏度。已有技術(shù)基于X射線毛細(xì)管器件的熒光光譜儀(專利號：201010180956.6)，使用X射線毛細(xì)管器件進行聚焦，微區(qū)分辨率通常只能達到幾十微米，不僅微區(qū)分辨率不夠高，且因計數(shù)率下降導(dǎo)致探測靈敏度也有一定程度的降低；同時結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大，無法實現(xiàn)便攜。發(fā)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(fā)明最接近的已有技術(shù))，用X射線組合折射透鏡獲得探測微束，雖然微區(qū)分辨率大幅度提高，但計數(shù)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(jié)構(gòu)器件，數(shù)值口徑小，X射線光管發(fā)出的光不能全部被組合透鏡接收，不僅使得計數(shù)率降低、而且浪費了X射線光能量，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射線光管發(fā)出的X射線光，則不僅能大幅度增加計數(shù)率、進而提高探測靈敏度，同時還能降低能耗、減小噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有X射線熒光光譜儀微區(qū)分辨率還不夠高，特別是因計數(shù)率低而導(dǎo)致的探測靈敏度不夠高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大、無法實現(xiàn)便攜的不足，本實用新型提供一種微型化X射線陣列組合折射透鏡集成組件的X射線折光器，將其應(yīng)用于小型化微束X射線熒光分析系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)高微區(qū)分辨率和高靈敏度，并可進行現(xiàn)場分析。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)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射線折光器，所述X射線折光器與X射線陣列組合折射透鏡貼近放置，所述X射線折光器具有用于實現(xiàn)入射X射線光束整形的整形結(jié)構(gòu)，所述整形結(jié)構(gòu)是指X射線折光器對X射線陣列組合折射透鏡中的正負(fù)一級組合透鏡折光θ角度，對X射線陣列組合折射透鏡中的正負(fù)二級組合透鏡折光2θ角度，依此類推，最終實現(xiàn)對X射線陣列組合折射透鏡中每一個單一組合折射透鏡的類平行光入射。

進一步，所述X射線折光器選擇折射特性滿足下列公式的任何單質(zhì)或化合物材料，

X射線波段材料的折射系數(shù)：

其中，N_A代表阿伏伽德羅常數(shù)，r₀代表電子半徑，λ代表波長，A代表原子質(zhì)量，下標(biāo)i表示化合物中的元素種類，下標(biāo)j為正整數(shù)，ρ代表電子密度，下標(biāo)i表示化合物中的元素種類，當(dāng)材料為單質(zhì)時i＝1，v代表原子個數(shù)，下標(biāo)i表示化合物中的元素種類，下標(biāo)j為正整數(shù)，Z代表原子序數(shù)，下標(biāo)i表示化合物中的元素種類。