一种软X射线显微成像装置制造方法及图纸

本申请提供一种软X射线显微成像装置，包括软X射线光源、三维位移机构、真空单元、激光单元、反射单元、样本室和探测器，软X射线光源包括真空靶室、制冷腔和喷嘴，制冷腔和喷嘴容置于真空靶室内，喷嘴设置于制冷腔上，三维位移机构分别与制冷腔和真空靶室连接，真空靶室具有相对的两个出口；真空单元包括分别与真空靶室的两个出口连接的第一真空泵和第二真空泵；脉冲激光发生器发出的经过激光聚焦镜后聚焦于喷嘴处；反射单元具有第二反射镜；样本室与真空靶室连通，样本室内容置毛细玻璃管，毛细玻璃管的位置与喷嘴以及反射镜的焦点对应；探测器与样本室连接并与毛细玻璃管的位置对应。本申请探测精确、效率高、节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种软X射线显微成像装置
本申请涉及软X射线领域，更具体地涉及一种软X射线显微成像装置。
技术介绍
X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为0.01～100埃米，介于紫外线和γ射线之间，具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质。波长越短的X射线能量越大，也称之为硬X射线，波长长的X射线能量较低，被称为软X射线。通常，波长小于0.1埃米的称超硬X射线，波长在0.1～10埃米范围内的称硬X射线，波长在10～100埃米范围内的称软X射线。近年来，软X射线在很多科学领域得到了广泛的应用，特别是在软X射线显微成像与软X射线投影光刻技术等领域中。在软X射线显微成像领域中，软X射线显微成像仪器采用水窗波段(波长介于2.3nm-4.4nm之间)的软X射线进行成像，能够直接对自然含水状态下的活性生物样本进行纳米尺度的三维成像，是观测细胞内真实三维超微结构的关键工具，对细胞结构学和功能学研究具有极其重要的意义。现有技术中的软X射线显微成像仪器包括同步辐射软X射线显微仪器和小型软X射线显微仪器，其中，同步辐射软X射线显微仪器中的同步辐射光源必须由大型加速器产生，在光源获得性方面受到巨大制约，极大地限制了仪器的应用普及；对于采用液体靶的小型软X射线显微仪器中，采用软X射线相机来进行软X射线的探测，然而，软X射线相机的增益相对较低，在放大倍数较大时由于单位面积的光子数大幅减少，导致探测效果较差，在低能射线测量中存在能量分辨率低、曝光时间长等问题，这些问题极大的影响了仪器的性能和使用寿命。另外，软X射线显微仪器对于光路的精确度要求极高，光路的精确度会直接影响到成像质量，现有技术中的仪器在调节光路时比较繁琐，使用的调节方案和装置成本较高，导致成像速度根本无法满足细胞超微结构的快速三维成像需求，极大地限制了仪器的应用普及。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种软X射线显微成像装置，从而解决现有技术中软X射线显微成像仪器的探测效率低且成本高昂的问题。为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供一种软X射线显微成像装置，所述软X射线显微成像装置包括软X射线光源，所述软X射线光源包括真空靶室、制冷腔和喷嘴，所述制冷腔和所述喷嘴容置于所述真空靶室内，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，所述软X射线显微成像装置还包括：三维位移机构，所述三维位移机构分别与所述制冷腔和所述真空靶室连接，所述真空靶室具有相对的两个出口；真空单元，所述真空单元包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和所述第二真空泵分别与所述真空靶室的两个出口连接；激光单元，所述激光单元包括脉冲激光发生器以及激光聚焦镜，所述脉冲激光发生器发出的激光经过所述激光聚焦镜后聚焦于所述喷嘴处；反射单元，所述反射单元具有第二反射镜，所述反射单元与所述真空靶室连通；样本室，所述样本室与所述真空靶室连通，所述样本室内容置毛细玻璃管，所述毛细玻璃管的位置与所述喷嘴以及所述反射镜的焦点对应；以及探测器，所述探测器与所述样本室连接并与所述毛细玻璃管的位置对应。根据本申请的一个实施例，所述真空靶室包括：三通管，所述三通管具有相对的第一出口和第二出口以及位于所述第一出口和所述第二出口之间的第三出口，所述第一出口与支撑板连接，制冷剂入口管道、制冷剂出口管道以及工作气体管道分别穿过所述支撑板并与所述制冷腔连接，所述第三出口与所述第一真空泵连接；以及多通管，所述多通管包括相对的顶部开口和底部开口以及位于所述顶部开口与所述底部开口之家的若干个侧面开口，所述顶部开口与所述第二出口紧密连接，所述底部开口处设置有与所述第二真空泵连接的真空出口，所述喷嘴的位置与所述侧面开口对应，所述喷嘴下方设置有凹槽，所述凹槽通过转接头固定，所述转接头设置于所述真空出口处，所述凹槽与所述真空出口连通。根据本申请的一个实施例，所述喷嘴处设置有温度传感器。根据本申请的一个实施例，所述转接头上设置有导热杆，所述导热杆与所述制冷腔连接。根据本申请的一个实施例，所述喷头外围设置有加热器。根据本申请的一个实施例，所述支撑板设置于所述真空靶室上，所述支撑板上设置有穿过所述支撑板的制冷剂入口管道、制冷剂出口管道和工作气体管道，所述制冷剂入口管道和所述制冷剂出口管道与所述制冷腔连通，所述工作气体管道穿过所述制冷腔并与所述喷嘴连接；第一波纹管设置于所述支撑板与所述真空靶室之间，所述制冷剂入口管道、制冷剂出口管道和工作气体管道均从所述第一波纹管内部穿过。根据本申请的一个实施例，所述三维位移机构包括第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器，所述第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器均设置于所述支撑板与所述真空靶室之间并分别控制所述支撑板沿相互垂直的三个方向移动。根据本申请的一个实施例，所述软X射线光源还包括相互平行布置且套设于所述波纹管外侧的第一支撑板、第二支撑板以及第三支撑板，所述第一支撑板通过所述第三位移调节器可活动地固定于所述支撑板上，所述第二支撑板通过所述第二位移调节器可活动地固定于所述第一支撑板上，所述第二支撑板同时通过所述第一位移调节器可活动地固定于所述第三支撑板上，所述第三支撑板固定于所述真空靶室上。根据本申请的一个实施例，所述第一位移调节器包括第一支撑架、第一推进器、第一导轨以及第一导轨槽，所述第一支撑架固定于所述第三支撑板上，所述第一推进器固定于所述第一支撑架上并与所述第二支撑板对应，所述第一导轨沿第一方向固定于所述第三支撑板上，所述第一导轨槽固定于所述第二支撑板下方并与所述第一导轨滑动配合。根据本申请的一个实施例，所述第二位移调节器包括第二支撑架、第二推进器、第二导轨以及第二导轨槽，所述第二支撑架固定于所述第二支撑板上，所述第二推进器固定于所述第二支撑架上并与所述第一支撑板对应，所述第二导轨沿第二方向固定于所述第二支撑板上，所述第二导轨槽固定于所述第一支撑板下方并与所述第二导轨滑动配合，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。根据本申请的一个实施例，所述第三位移调节器包括螺杆和螺帽，所述螺杆沿第三方向均匀的固定于所述第一支撑板上，所述支撑板通过所述螺帽与所述螺栓的配合固定于所述螺栓上，所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向相互垂直。根据本申请的一个实施例，所述真空单元还包括真空控制器，所述真空控制器分别与所述第一真空泵和所述第二真空泵连接。根据本申请的一个实施例，所述激光单元还包括第一反射镜，所述第一反射镜设置于所述脉冲激光发生器和所述激光聚焦镜之间以传导激光光路。根据本申请的一个实施例，所述脉冲激光器下方设置有升降台，所述第一反射镜下方设置有第一调节器，所述激光聚焦镜下方设置有第二调节器。根据本申请的一个实施例，所述反射单元包括第三支架、第三螺纹杆以及盲板，所述第三螺纹杆设置于所述第三支架上，所述盲板设置于所述第三螺纹杆上，所述第二反射镜安装于所述盲板上。根据本申请的一个实施例，所述反射单元还包括第二波纹管，所述第二波纹管分别与所述盲板和所述真空靶室连接。根据本申请的一个实施例，所述第三螺纹杆上设置有与所述第三螺纹杆配合的多个第三螺栓，所述第三螺栓分别位于所述盲板的两侧。根据本申请的一个实施例，所述样本室包括样本室外壳，所述样本室外壳的相对的两个侧壁分别与所述真空靶室和所述探测器连接。根据本申请的一个实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软X射线显微成像装置，所述软X射线显微成像装置包括软X射线光源，所述软X射线光源包括真空靶室、制冷腔和喷嘴，所述制冷腔和所述喷嘴容置于所述真空靶室内，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，其特征在于，所述软X射线显微成像装置还包括：三维位移机构，所述三维位移机构分别与所述制冷腔和所述真空靶室连接，所述真空靶室具有相对的两个出口；真空单元，所述真空单元包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和所述第二真空泵分别与所述真空靶室的两个出口连接；激光单元，所述激光单元包括脉冲激光发生器以及激光聚焦镜，所述脉冲激光发生器发出的激光经过所述激光聚焦镜后聚焦于所述喷嘴处；反射单元，所述反射单元具有第二反射镜，所述反射单元与所述真空靶室连通；样本室，所述样本室与所述真空靶室连通，所述样本室内容置毛细玻璃管，所述毛细玻璃管的位置与所述喷嘴以及所述反射镜的焦点对应；以及探测器，所述探测器与所述样本室连接并与所述毛细玻璃管的位置对应。

【技术特征摘要】
1.一种软X射线显微成像装置，所述软X射线显微成像装置包括软X射线光源，所述软X射线光源包括真空靶室、制冷腔和喷嘴，所述制冷腔和所述喷嘴容置于所述真空靶室内，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，其特征在于，所述软X射线显微成像装置还包括：三维位移机构，所述三维位移机构分别与所述制冷腔和所述真空靶室连接，所述真空靶室具有相对的两个出口；真空单元，所述真空单元包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和所述第二真空泵分别与所述真空靶室的两个出口连接；激光单元，所述激光单元包括脉冲激光发生器以及激光聚焦镜，所述脉冲激光发生器发出的激光经过所述激光聚焦镜后聚焦于所述喷嘴处；反射单元，所述反射单元具有第二反射镜，所述反射单元与所述真空靶室连通；样本室，所述样本室与所述真空靶室连通，所述样本室内容置毛细玻璃管，所述毛细玻璃管的位置与所述喷嘴以及所述反射镜的焦点对应；以及探测器，所述探测器与所述样本室连接并与所述毛细玻璃管的位置对应。2.根据权利要求1所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述真空靶室包括：三通管，所述三通管具有相对的第一出口和第二出口以及位于所述第一出口和所述第二出口之间的第三出口，所述第一出口与支撑板连接，制冷剂入口管道、制冷剂出口管道以及工作气体管道分别穿过所述支撑板并与所述制冷腔连接，所述第三出口与所述第一真空泵连接；以及多通管，所述多通管包括相对的顶部开口和底部开口以及位于所述顶部开口与所述底部开口之家的若干个侧面开口，所述顶部开口与所述第二出口紧密连接，所述底部开口处设置有与所述第二真空泵连接的真空出口，所述喷嘴的位置与所述侧面开口对应，所述喷嘴下方设置有凹槽，所述凹槽通过转接头固定，所述转接头设置于所述真空出口处，所述凹槽与所述真空出口连通。3.根据权利要求2所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述喷嘴处设置有温度传感器。4.根据权利要求2所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述转接头上设置有导热杆，所述导热杆与所述制冷腔连接。5.根据权利要求1所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述喷头外围设置有加热器。6.根据权利要求2所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述支撑板设置于所述真空靶室上，所述支撑板上设置有穿过所述支撑板的制冷剂入口管道、制冷剂出口管道和工作气体管道，所述制冷剂入口管道和所述制冷剂出口管道与所述制冷腔连通，所述工作气体管道穿过所述制冷腔并与所述喷嘴连接；第一波纹管设置于所述支撑板与所述真空靶室之间，所述制冷剂入口管道、制冷剂出口管道和工作气体管道均从所述第一波纹管内部穿过。7.根据权利要求2所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述三维位移机构包括第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器，所述第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器均设置于所述支撑板与所述真空靶室之间并分别控制所述支撑板沿相互垂直的三个方向移动。8.根据权利要求7所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述软X射线光源还包括相互平行布置且套设于所述波纹管外侧的第一支撑板、第二支撑板以及第三支撑板，所述第一支撑板通过所述第三位移调节器可活动地固定于所述支撑板上，所述第二支撑板通过所述第二位移调节器可活动地固定于所述第一支撑板上，所述第二支撑板同时通过所述第一位移调节器可活动地固定于所述第三支撑板上，所述第三支撑板固定于所述真空靶室上。9.根据权利要求8所述的软X射线显微成像装置，其特征在于，所述第一位移调节器包括第一支撑架、第一推进器、第一导轨以及第一导轨槽，所述第一支撑架固定于所述第三支撑板上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑睿，刘炜，谢庆国，肖鹏，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32