本实用新型专利技术提供了一种软X射线光束能量衰减膜，这种膜包含聚酰亚胺薄膜和铝薄膜两部分，采用蒸镀的方式将铝薄膜附着在聚酰亚胺薄膜表面。聚酰亚胺薄膜对1keV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝薄膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用，通过更改聚酰亚胺薄膜与铝薄膜的厚度控制对软X射线的衰减能力。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于X射线领域，具体涉及一种软X射线光束能量衰减膜，特别涉及X射线衰减、聚酰亚胺薄膜及铝薄膜。
技术介绍
X射线在空间中广泛存在，特别是在天体物理现象活跃爆发时，X射线会大量产生，在天文观测中常被观测记录。在X射线成像方面，1999年发射升空的美国的钱德拉天文台和2000年发生成功的欧洲牛顿天文台是目前世界上性能最好的X射线天文望远镜，十几年的工作已帮助人类记录了大量空间的X射线事件。除了成像外，还有一类X射线活动是以X射线光子形态存在的，对这类天文现象的记录称为X射线探测。国际已有相关宇航单位开展了空间X射线探测载荷的研制工作，相应的载荷性能测试工作同步开展。载荷性能测试中需要构造符合空间X射线辐射水平的X射线光子源，但是目前尚未存在可直接产生发射单光子剂量X射线的装置，需要使用衰减实现。多层膜技术主要是周期多层膜，对不吸收物质，可以通过将许多窄带膜系叠加起来得到较大的带宽，以及有规律地变化多层膜的周期厚度，以获得较大带宽的多层膜。但是在软X射线波段，由于所有材料都有吸收，上述方法不完全适合，因此要探索新的方法。有些人用某一周期厚度为起始值，线性改变周期厚度，从而得到带宽较宽积分反射率较大的多层膜，但这种方法得到的宽带有一定的限度。银(Ag)在3.0nm?10.0nm波段的质量吸收系数较小，且随波长的变化幅度也小，同时，还具有良好的延展性和可塑性，因而是4.0nm?8.0nm波段X射线衰减膜的合适材料。利用直流磁控溅射方法制备Ag衰减膜，得到不同厚度无针孔的Ag衰减膜。用Ag的质量吸收系数可以计算出Ag衰减膜的厚度与衰减倍数之间的关系曲线。Ag衰减膜的质量厚度是一个非常关键的参数，它的测量准确性直接关系到Ag膜衰减系数定标的正确性，从而影响到X射线谱线强度测量的准确性。Zr的密度为6.47g/cm3，在6.0nm?15.0nm波段内的质量吸收系数比较适中，且不易氧化，因此比较适合作为类Ni机制Ag(14.0nm)的X射线激衰减膜。Zr膜也是采用直流溅射的方法制备的，制备时真空室本底真空度抽至lX10_3Pa，A,溅射时工作气体氩气压强为1.2Pa，溅射电压500V，溅射速率约为6.7nm/min。为解决Zr膜性脆、内应力较大的问题，采取了对Zr膜溅射制备后立刻在真空中进行退火的方法。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种软X射线光束能量衰减膜，可以实现对1.2keV以下X射线光子的屏蔽，实现对可见光波段的屏蔽，以及对光子能量在1.2keV以上的X射线进行有效衰减。本技术的技术方案是:一种软X射线光束能量衰减膜，包括聚酰亚胺膜层和铝膜层，使用蒸镀的方法将铝膜层镀在聚酰亚胺膜层上；聚酰亚胺膜层对IkeV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用。聚酰亚胺的膜层厚度为I μπι。销膜层厚度为1nm或20nm或30nm或40nm或50nm。本技术与现有技术相比的优点在于:本技术提供了一种软X射线光束能量衰减膜，新颖之处集中体现在该膜层设计方法是一种复合膜层设计方法，通过两种不同性质膜层材料实现对不同谱段光子的衰减或者屏蔽。针对软X射线波段，特别是IkeV以上波段的软X射线，使用聚酰亚胺膜层实现IkeV以下X射线光子的屏蔽，对于可见光波段的影响使用铝膜材料进行屏蔽，又利用了其在X射线谱段的较好的透过性。采用的聚酰亚胺膜层为I μ m，而铝膜层厚度在百微米之内，并使用蒸镀的方法将铝膜层附着于聚酰亚胺薄膜上，通过对铝薄膜厚度的控制，可以对X射线光子衰减进行较精确控制。【附图说明】图1本技术衰减膜层构成图。图2 25 μ m聚酰亚胺膜层对X射线衰减作用。图3 I μπι聚酰亚胺膜层对X射线衰减作用。图4 50nm铝膜层对X射线衰减作用。【具体实施方式】如图1所示，衰减膜包括聚酰亚胺膜层和铝膜层两个部分，聚酰亚胺膜层对IkeV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用。由于要实现对软X射线的能量衰减，即要求衰减膜可以通过IkeV以上的X射线，聚酰亚胺薄膜的厚度如果过大，会导致IkeV左右的X射线无法透过，如图2所示。聚酰亚胺膜层的厚度为I μ m，这种厚度的聚酰亚胺膜层对IkeV的X射线光子衰减率在50%左右，对2keV以上的X射线光子透过率在90%以上，对l_2keV的X射线光子透过率随光子能量增加不断提高，如图3所示。但是，I ym厚度的聚酰亚胺薄膜在200eV处有较高的透过率，需要使用第二种膜层材料对该波段进行屏蔽。铝膜层对可见光波段具有较好的屏蔽作用，可以用来屏蔽能量处于200eV左右的光子，如图4所示。销膜层厚度可变，可对X射线光子具有一定的衰减作用，可设计为10nm、20nm、30nm、40nm和50nm，使用蒸镀的方法将纳米量级厚度的销膜层附着在I μπι厚度的聚酰亚胺膜层上，整个膜层可将X射线强度降低至单光子量级水平，工作谱段>lkeV，衰减效率为0.1%,0.5%、1%、2%等可选。本技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。【主权项】1.一种软X射线光束能量衰减膜，其特征在于:包括聚酰亚胺膜层和铝膜层，使用蒸镀的方法将铝膜层镀在聚酰亚胺膜层上；聚酰亚胺膜层对IkeV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用。2.根据权利要求1所述的一种软X射线光束能量衰减膜，其特征在于:聚酰亚胺的膜层厚度为I ym。3.根据权利要求1所述的一种软X射线光束能量衰减膜，其特征在于:铝膜层厚度为1nm 或 20nm 或 30nm 或 40nm 或 50nmo【专利摘要】本技术提供了一种软X射线光束能量衰减膜，这种膜包含聚酰亚胺薄膜和铝薄膜两部分，采用蒸镀的方式将铝薄膜附着在聚酰亚胺薄膜表面。聚酰亚胺薄膜对1keV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝薄膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用，通过更改聚酰亚胺薄膜与铝薄膜的厚度控制对软X射线的衰减能力。【IPC分类】G21F1-12【公开号】CN204577115【申请号】CN201520200991【专利技术人】刘勋, 苏云, 郭崇岭, 李维, 阮宁娟 【申请人】北京空间机电研究所【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年4月3日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种软X射线光束能量衰减膜，其特征在于：包括聚酰亚胺膜层和铝膜层，使用蒸镀的方法将铝膜层镀在聚酰亚胺膜层上；聚酰亚胺膜层对1keV以下的X射线有衰减屏蔽作用，铝膜对可见光波段具有衰减屏蔽作用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勋，苏云，郭崇岭，李维，阮宁娟，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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