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原文传递一种微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件

专利名称：	一种微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件
摘要：	一种微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，包括用于进行X射线光束第一次整形和滤波的X射线光阑、用于进行X射线光束第二次整形为类平行光的X射线折光器、用于对入射的多个X射线子光束分别进行聚焦的X射线阵列组合透镜和组件承载台，所述组件承载台用于承载所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜，所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜依次位于同一光轴上，所述X射线阵列组合折射透镜的阵列结构布局，保证每一个子光束所形成的聚焦焦斑在同一位置并位于光轴上。本实用新型可同时实现高微区分辨率和高灵敏度，并可进行现场分析。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江工业大学
发明人：	乐孜纯;董文
专利状态：	有效
申请日期：	2018-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201820583431.9
公开号：	CN208780643U
代理机构：	杭州斯可睿专利事务所有限公司
代理人：	王利强
分类号：	G01N23/223(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	310014 浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号
主权项：	1.一种微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述集成组件包括用于进行X射线光束第一次整形和滤波的X射线光阑、用于进行X射线光束第二次整形为类平行光的X射线折光器、用于对入射的多个X射线子光束分别进行聚焦的X射线阵列组合透镜和组件承载台，所述组件承载台用于承载所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜，所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜依次位于同一光轴上，所述X射线阵列组合折射透镜的阵列结构布局，保证每一个子光束所形成的聚焦焦斑在同一位置并位于光轴上。 2.如权利要求1所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线光阑中，接收并进行第一次整形和滤波，所述第一次整形是指依据所述X射线阵列组合折射透镜的数值口径，对入射X射线光波进行整形；所述滤波是指将入射X射线光波分裂形成多个子光束，子光束的数目与X射线阵列组合折射透镜中的组合折射透镜数目相同。 3.如权利要求1或2所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线折光器中，接收已分裂成多个子光束的X射线光波并进行光束第二次整形，所述光束的第二次整形保证从X射线折光器出射的多个X射线子光束，均以类平行光的方式入射阵列中对应的X射线组合折射透镜。 4.如权利要求1或2所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线阵列组合折射透镜包含(M+1)个X射线组合折射透镜，所述M为正整数且为偶数，所述X射线阵列组合折射透镜沿其光轴呈轴对称分布，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中零级X射线组合折射透镜的光轴重合，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负一级X射线组合折射透镜的光轴夹角为θ，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负二级X射线组合折射透镜的光轴夹角为2θ，依此类推；所述X射线阵列组合折射透镜中(M+1)个组合折射透镜的布局结构，使得所有(M+1)个X射线组合折射透镜聚焦的焦斑在相同位置，且位于光轴上。 5.如权利要求4所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述(M+1)个X射线组合折射透镜的结构和性能参数，依据下列公式得出： X射线波段的光学常数：n＝1-δ+iβ (1) X射线组合折射透镜的焦距： X射线组合折射透镜的焦斑尺寸： X射线组合折射透镜的数值口径：其中n代表光学常数，δ代表X射线波段材料的折射，β代表X射线波段材料的吸收，N代表X射线组合折射透镜中折射单元的个数，以抛物面型折射单元为例，组合折射透镜抛物面顶点的曲率半径为R，抛物面的开口尺寸为R0，f代表X射线组合折射透镜的焦距，λ代表波长，μ代表X射线的线吸收系数， 6.如权利要求1或2所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线折光器与所述X射线阵列组合折射透镜贴近放置，实现入射X射线光束的第二次整形，所述第二次整形，是指X射线折光器可对X射线阵列组合折射透镜中的正负一级组合透镜折光θ角度，对X射线阵列组合折射透镜中的正负二级组合透镜折光2θ角度，依此类推，最终实现对X射线阵列组合折射透镜中每一个单一组合折射透镜的类平行光入射。 7.如权利要求1或2所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线光阑结构中透光带和阻光带交替布置。 8.如权利要求7所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述透光带的数目为(M+1)个，与所述X射线阵列组合折射透镜中组合折射透镜的数目相同，所述透光带和阻光带的宽度分别由下列公式计算得出：零级透光带T0，与X射线组合折射透镜的数值口径尺寸相同，正负一级透光带、正负二级透光带…，依此类推，透光带宽度表示为：正负一级阻光带、正负二级阻光带…，依此类推，阻光带宽度表示为： GM＝L·tan(0.5M·θ) (6) 其中L代表X射线组合折射透镜的几何长度，表示为L＝N·l，其中l为折射单元轴向厚度尺寸。 9.如权利要求1或2所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线光阑选择吸收特性满足下列公式的任何材料，X射线波段材料的吸收系数：其中NA代表阿伏伽德罗常数，r0代表电子半径，A代表原子质量，f2代表原子散射因子，ρ代表电子密度，i代表化合物中的元素种类，当材料为单质是i＝1；所述X射线光阑的材料厚度t满足表达式e-β·t＜＜1。 10.如权利要求8所述的微型化X射线阵列组合折射透镜集成组件，其特征在于，所述X射线折光器选择折射特性满足下列公式的任何单质或化合物材料， X射线波段材料的折射系数：其中NA代表阿伏伽德罗常数，r0代表电子半径，λ代表波长，A代表原子质量，下标i表示化合物中的元素种类，下标j为正整数，ρ代表电子密度，下标i表示化合物中的元素种类，当材料为单质时i＝1，v代表原子个数，下标i表示化合物中的元素种类，下标j为正整数，Z代表原子序数，下标i表示化合物中的元素种类；所述X射线折光器的非折光区材料厚度用tZ0表示，所述X射线折光器的非折光区宽度尺寸TZ＝T0+2G2，折光区的材料厚度tZM由下列公式计算得出： tZM＝tZ0+TM·tan(0.5M·θ) (9)；其中，G2为正负二级阻光带的宽度，由上述公式(6)取M＝2时计算得出；TM为透光带的宽度，由上述公式(5)计算得出。
所属类别：	实用新型