[發明專利]一種X射線平行束光源系統及X射線準直器

在審

• 申請號: 202010148031.7
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111449672A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王亞冰;孫天希;邵尚坤;孫學鵬
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: A61B6/06
• 分類號: A61B6/06;A61B6/00;G01N23/00
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 胡丹

本公開披露一種X射線平行束光源系統及X射線準直器，其中該一種X射線平行束光源系統包括X射線光源、X射線準直器、射線屏蔽套筒、光束阻擋器以及探測器，X射線準直器為拋物線型，所述X射線光源設置在拋物線型X射線準直器的焦點處，使其發出的X射線在X射線準直器中可完成單次全反射；射線屏蔽套筒的內部開設有射線接收室；光束阻擋器，于阻擋透過所述X射線準直器的直通光以及用于阻擋住部分發散光束以降低發散度，約束得到環形平行X射線束；探測器，設置在所述射線接收室后端，用于探測所述X射線準直器出口光束的強度。該X射線平行束光源系統能夠約束更寬能量范圍的X射線，并形成具有更小發散度的平行X射線束。

技術領域

本公開涉及X射線技術領域，特別涉及一種X射線平行束光源系統及X射線準直器。

背景技術

與X射線技術相關的應用領域中，X射線平行束的應用可謂極為廣泛，例如：X射線粉末衍射，生物大分子晶體衍射、醫療診斷成像、投影切片成像技術等均需要使用X射線平行束。然而，X射線平行光束的發散度，對上述應用中的精度、分辨率等都有很大的影響，因此，如何有效控制并得到更小的發散度是業內目前一個重要的研究方向。

經本申請的發明人研究，發現已有技術中，常用的平行X射線約束方法主要有以下幾種：

方法1、發散狹縫或準直孔徑

這種器件需要制作較小的狹縫或孔徑，而且，只能利用到X射線光源強度的大約1％，得到的X射線平行束的發散度也相對較大，且不能控制降低發散角。

方法2、多層膜

這種器件制作相對復雜，成本較高。在光源利用率上有所提高，該器件只能獲得一維線狀準平行光束，發散度可達到微弧度級別，而且由于工作原理，對可約束的能量有一定的限制。

方法3、多毛細管平行束透鏡

這種器件在光強利用率上有顯著提高，大約為20％-30％，發散度在毫弧度級別。但是，這種器件也對能量范圍有一定的限制，一般只能約束35keV以下的射線。

方法4、同步輻射光源組合式平行約束系統

由于同步輻射光源可以獲得較高強度的射線束，所以可以通過以上所述的多種器件組合使用，可以通過犧牲大量的射線強度，來達到很高的平行度要求，但這種組合系統并不適用于實驗室光源，受同步輻射光源的自身因素的限制。

基于上述調研情況，為解決上述難題，本公開的發明人投入了大量的時間和精力，致力于研究和開發一種結構簡單且高效的X射線準直器，進一步披露如下文所述。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提出一種X射線平行束光源系統及X射線準直器，能夠約束更寬能量范圍的X射線，并形成具有更小發散度的平行X射線束。

為此，本公開披露一種X射線平行束光源系統，該系統包括：

X射線光源；

X射線準直器，其為拋物線型，所述X射線光源設置在拋物線型X射線準直器的焦點處，使其發出的X射線在X射線準直器中可完成單次全反射；

射線屏蔽套筒，其內部開設有射線接收室；在所述射線接收室內靠近所述光源一側對應開設有準直器嵌接口，用于設置所述X射線準直器；

光束阻擋器，設置于所述射線屏蔽套筒內部的定位開槽中，并位于所述X射線準直器的出口之后，用于阻擋透過所述X射線準直器的直通光以及用于阻擋住部分發散光束以降低發散度，約束得到環形平行X射線束；

探測器，設置在所述射線接收室后端，用于探測所述X射線準直器出口光束的強度；

其中，所述X射線準直器與所述X射線光源相對位置可調，并基于所述探測器接收到的出口光束的強度進行調節，當該出口光束的強度達到最大時則光源系統準直。