[發明專利]一種復合結構的X射線陽極靶

在審

• 申請號: 202010190037.0
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111243923A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 宗方軻;郭金川;楊君
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01J35/08
• 分類號: H01J35/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;潘登

本發明實施例公開了一種復合結構的X射線陽極靶。該復合結構的X射線陽極靶包括陽極靶本體和覆蓋層，所述陽極靶本體為一體成型的柱體，所述陽極靶本體包括頂面、側面和底面，所述頂面包括多個輻射面和多個連接面，所述多個輻射面間隔設置，所述多個連接面將所述輻射面依次首尾相連，所述覆蓋層設置于所述多個連接面上用于吸收高能電子和/或所述覆蓋層設置于所述多個輻射面上用于與所述高能電子相互作用以形成X射線。本發明實施例實現了普通X射線源能夠輻射出具有高通量、大視場和高質量的微結構X射線。

技術領域

本發明實施例涉及X射線技術，尤其涉及一種復合結構的X射線陽極靶。

背景技術

X射線光柵成像技術能夠同時獲取目標物體的X射線吸收圖像、散射圖像以及相位襯度圖像，其在醫學、生命科學、材料科學及工業無損探測等領域有著非常重要的應用。具有周期性結構陽極的X射線源可以產生周期性結構X光，這種光源在X射線光柵干涉成像、X射線光柵非干涉成像等X射線光柵成像系統中具有舉足輕重的重要作用。

通常采用反射式X射線管作為X射線成像系統的X射線源，其中具有周期性微結構的陽極靶是X射線源的核心，在陽極靶表面上利用機械精密加工的辦法制作具有周期性微結構溝槽，在高能電子的轟擊下，陽極靶表面的產生的X射線被輻射出去，而溝槽底部產生的X射線被陽極靶吸收，不能輻射出去，因此輻射出的X射線就具有周期性的陣列結構。

但是高能電子中只有一部分轟擊到陽極靶表面從而輻射出X射線，而其余的很大一部分高能電子轟擊到了陽極靶溝槽底部，這部分高能電子沒有產生有效的X射線。這就造成了X射線源的出光效率較低，能耗較高，對X射線源的散熱不利，不易提高出光功率。此外，由于這種結構X射線源產生的X射線光在光軸方向上延展分布，即陽極靶表面的每一個線發射體與相鄰的線發射體產生的X射線在傳播方向上有一個光程差，從而使陣列X射線源中的每個線發射體發出的X射線到平板探測面的光程距離不等，不利于平板探測器對成像信息的提取，也限制了X射線成像系統的視場范圍。

發明內容

本發明實施例提供一種復合結構的X射線陽極靶，以實現普通X射線源能夠輻射出具有高通量、大視場和高質量的微結構X射線。

為達此目的，本發明實施例提供了一種復合結構的X射線陽極靶，該復合結構的X射線陽極靶包括陽極靶本體和覆蓋層，所述陽極靶本體為一體成型的柱體，所述陽極靶本體包括頂面、側面和底面，所述頂面包括多個輻射面和多個連接面，所述多個輻射面間隔設置，所述多個連接面將所述輻射面依次首尾相連，所述覆蓋層設置于所述多個連接面上用于吸收高能電子和/或所述覆蓋層設置于所述多個輻射面上用于與所述高能電子相互作用以形成X射線。

進一步的，所述覆蓋層設置于所述多個連接面上時，所述陽極靶本體的材料為可與所述高能電子相互作用以形成X射線的靶材料且所述覆蓋層為可吸收所述高能電子的非靶材料；所述覆蓋層設置于所述多個輻射面上時，所述陽極靶本體的材料為所述非靶材料且所述覆蓋層為所述靶材料。

作為優選的，所述靶材料包括鎢或鉬，所述非靶材料包括石墨、金剛石或鈹。

作為優選的，所述覆蓋層通過使用磁控濺射和高溫燒結融合的方法涂覆在所述多個輻射面和/或連接面上。

作為優選的，所述輻射面和所述側面的第一夾角在20度至70度之間。

作為優選的，所述連接面和所述底面的第二夾角大于90度。

作為優選的，所述陽極靶本體設置在預設位置，使得所述高能電子的入射方向和所述底面的第三夾角小于或等于所述第二夾角。

進一步的，所述X射線為微結構X射線，所述輻射面沿所述側面的長度為第一長度，所述第一長度加上所述連接面沿所述側面的長度為第二長度，通過調節所述第一長度和第二長度可以調節所述微結構X射線的占空比和周期。

作為優選的，所述第一長度的長度范圍在5微米-100微米之間。