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原文传递一种基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法

专利名称：	一种基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法
摘要：	本发明涉及一种基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其包括：将标样的铜系带表面与聚焦X射线的光路方向垂直；得到荧光信号强度与第一Y方向电机的位置的关系曲线图；以共聚焦微元的宽度或高度为单位，将关系曲线图的横坐标划分成n等分，并求取每等分内对应荧光信号强度的面积积分；使标样与聚焦X射线的光路方向成45°角；对标样进行三维扫描，并记录荧光信号强度；计算标样的每个部分的归一化浓度；根据标样的各个部分的归一化浓度，绘制得到标样的三维相对浓度分布图。本发明采用由KB镜聚焦的X射线实现共聚焦荧光实验；相比传统共聚焦实验，本发明是针对小光斑设计的，可以实现更小的共聚焦微元，实现更高的共聚焦实验空间分辨率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海应用物理研究所
发明人：	闫帅;蒋升;何燕;蒋晖;郑怡;兰旭颖
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201910062560.2
公开号：	CN109839396A
代理机构：	上海智信专利代理有限公司
代理人：	邓琪;杨希
分类号：	G01N23/223(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	201800 上海市嘉定区嘉罗公路2019号
主权项：	1.一种基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤0，提供一同步辐射共聚焦荧光实验装置，该装置包括：一KB镜，其用于接收入射的非聚焦的硬X射线，并射出所述聚焦X射线；一样品控制系统，其包括：由下至上依次安装在一起的一第一X方向电机、一第一Y方向电机、一第一Z方向电机以及一用于放置标样的样品架，其中，所述标样带有一具有预设厚度和宽度的铜系带；一显微镜系统，其包括：一显微镜组件；以及一探测器系统，其包括：一荧光探测器以及一连接在该荧光探测器前端的毛细管；其中，所述KB镜的焦点和所述毛细管的焦点的重合部分为共聚焦微元；步骤1，将所述标样放置在所述样品架上，并使其铜系带表面与所述聚焦X射线的光路方向垂直，然后在所述显微镜组件的辅助观测下将所述标样的铜系带调整至所述聚焦X射线的焦点上；步骤2，通过移动所述第一X方向电机和所述第一Z方向电机，使所述聚焦X射线的焦点移动至所述标样的铜系带的中心位置上；步骤3，沿所述聚焦X射线的光路方向扫描所述第一Y方向电机，并通过所述荧光探测器记录得到荧光信号强度与所述第一Y方向电机的位置的第一关系曲线，并作以荧光信号强度为纵坐标、以第一Y方向电机的位置为横坐标的关系曲线图；步骤4，以所述共聚焦微元的宽度或高度为单位，将所述关系曲线图的横坐标划分成n等分，并求取每等分内对应荧光信号强度的面积积分，依次记为S1、S2、……、Sn；步骤5，将所述标样朝着所述荧光探测器所在位置转动，以使该标样与聚焦X射线的光路方向成45°角，并通过所述显微镜组件辅助确定所述标样的铜系带表面的感兴趣区域；步骤6，通过所述第一X方向电机、第一Y方向电机和第一Z方向电机逐步对所述标样进行三维扫描，并记录荧光信号强度a1、a2、a3、……、am，m为任意正整数；步骤7，将所述标样从其铜系带表面开始沿所述聚焦X射线的光路方向划分成多个部分，设每个部分的归一化浓度分别为I1、I2、I3……Im，则有如下关系式： I1＝a1/S1； I2＝(a2-I1S2)/S1； I3＝(a3-I1S3-I2S2)/S1； …… Im＝(am-I1Sm-I2S(m-1)-···I(m-1)S2)/S1；步骤8，根据所述标样的各个部分的归一化浓度I1、I2、I3……Im，绘制得到所述标样的三维相对浓度分布图。 2.根据权利要求1所述的基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述步骤6包括：首先，采用小于所述共聚焦微元的宽度或高度的十分之一的第一步长将所述共聚焦微元沿所述聚焦X射线的光路方向朝所述标样靠近，并将刚接触所述标样时的位置记作标样边界；然后，以所述共聚焦微元的宽度或高度为第二步长，沿所述聚焦X射线的光路方向逐步向所述标样内部扫描，并记录所述荧光信号的强度a1、a2、a3、……、am。 3.根据权利要求1所述的基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述标样的铜系带的预设厚度为5-20nm，其预设宽度为5-10μm。 4.根据权利要求1所述的基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述样品控制系统还包括：一安装在所述第一Y方向电机上以在其带动下沿Y方向运动的45度X方向电机；一安装在所述45度X方向电机上以在其带动下沿与X正方向和Y负方向各成45度角的方向运动的45度Y方向电机；所述第一Z方向电机安装在所述45度Y方向电机上以在其带动下沿与X正方向和Y正方向各成45度角的方向运动；一安装在所述第一Z方向电机上以在其带动下沿Z方向运动的旋转电机；所述样品架安装在所述旋转电机上以在其带动下在水平面内旋转。 5.根据权利要求1所述的基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述显微镜系统还包括：一第二Y方向电机；一安装在所述第二Y方向电机上以在其带动下沿Y方向运动的第二X方向电机；一安装在所述第二X方向电机上以在其带动下沿X方向运动的第二Z方向电机；一安装在所述第二Z方向电机上以在其带动下沿Z方向运动的显微镜转接件；所述显微镜组件安装在所述显微镜转接件上。 6.根据权利要求1所述的基于KB镜聚焦的同步辐射共聚焦荧光实验方法，其特征在于，所述探测器系统还包括：一第三Y方向电机；一安装在所述第三Y方向电机上以在其带动下沿Y方向运动的第三X方向电机；一安装在所述第三X方向电机上以在其带动下沿X方向运动的第三Z方向电机；一安装在所述第三Z方向电机上以在其带动下沿Z方向运动的摆角电机；一安装在所述摆角电机上的俯仰电机；一探测器罩，其一端套在所述荧光探测器的信号采集端，其另一端插设所述毛细管；所述荧光探测器安装在所述俯仰电机上，并在所述摆角电机的带动下调节摆动角度，并在所述俯仰电机的带动下调节俯仰角度。
所属类别：	发明专利