X射线光谱仪及使用方法技术

一种光谱仪包括：晶体分析仪，所述晶体分析仪具有限定罗兰圆的曲率半径；样品台，所述样品台配置成支撑样品使得所述样品从所述罗兰圆偏移；x射线源，所述x射线源配置成朝向所述样品台发射不聚焦的x射线；以及位置灵敏检测器，所述位置灵敏检测器与所述罗兰圆相切。一种借助光谱仪执行的方法包括：借助x射线源朝向安装在样品台上的样品发射不聚焦的x射线，使得所述样品从所述罗兰圆偏移，从而导致所述样品发射撞击所述晶体分析仪的x射线或透射所述不聚焦的x射线的一部分以撞击所述晶体分析仪；借助所述晶体分析仪使撞击所述晶体分析仪的x射线散射；以及借助与所述罗兰圆相切的位置灵敏检测器来检测被散射的x射线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线光谱仪及使用方法相关申请的交叉引用本申请要求在2016年9月15日递交的美国临时专利申请No.62/394,981的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入在本文中。关于联邦政府资助的研究或开发的声明本专利技术在由美国能源部授予的合同号DE-AC52-06NA25396、DE-SC0008580和DE-FG02-09ER16106下获得政府支持而得以进行。政府对本专利技术中具有特定权利。
技术介绍
除非本文中另有指示，否则在本部分中描述的资料对于本申请中的权利要求来说不是现有技术且不通过包括在本部分中而被承认为现有技术。可以基于所需数据和可用财政资源的性质和质量而利用多种不同几何结构和组件来实现X射线光谱仪。一种从样品收集x射线发射光谱(X-rayEmissionSpectroscopy，XES)数据的方式是使用能够利用光斑尺寸非常小(例如小于0.01毫米)的x射线来照射样品的平行的或聚焦的x射线源。可以使样品和点检测器沿着由晶体分析仪限定的罗兰圆的相对侧移动来“调整”光谱仪，以检测从样品上的光斑发射(或透射)的各种波长的x射线。然而，这类平行或聚焦源通常采用非常大的、昂贵的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光谱仪，包括：晶体分析仪，所述晶体分析仪具有限定罗兰圆的曲率半径；样品台，所述样品台配置成支撑样品使得所述样品从所述罗兰圆偏移；x射线源，所述x射线源配置成朝向所述样品台发射不聚焦的x射线；以及位置灵敏检测器，所述位置灵敏检测器与所述罗兰圆相切。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.15 US 62/394,9811.一种光谱仪，包括：晶体分析仪，所述晶体分析仪具有限定罗兰圆的曲率半径；样品台，所述样品台配置成支撑样品使得所述样品从所述罗兰圆偏移；x射线源，所述x射线源配置成朝向所述样品台发射不聚焦的x射线；以及位置灵敏检测器，所述位置灵敏检测器与所述罗兰圆相切。2.如权利要求1所述的光谱仪，其中，所述曲率半径不超过30厘米(cm)、不超过20cm、或不超过10cm。3.如权利要求1至2中任一项所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪具有两个曲率半径。4.如权利要求1至3中任一项所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪具有约翰几何结构或约翰逊几何结构。5.如权利要求1至4中任一项所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪具有球面曲率、环形曲率、或圆柱形曲率。6.如权利要求1至5中任一项所述的光谱仪，其中，在所述罗兰圆的平面上的所述曲率半径为所述罗兰圆的半径的两倍大。7.如权利要求1至6中任一项所述的光谱仪，其中，没有障碍的光学路径存在于整个所述样品台与所述晶体分析仪的具有所述曲率半径的面之间。8.如权利要求1至7中任一项所述的光谱仪，其中，所述样品台配置成支撑所述样品使得所述样品在所述罗兰圆的内部。9.如权利要求1至7中任一项所述的光谱仪，其中，所述样品台配置成支撑所述样品使得所述样品在所述罗兰圆的外部。10.如权利要求1至9中任一项所述的光谱仪，其中，所述样品台包括样品塔台，所述样品塔台配置成将安装在所述样品塔台上的两个或更多个样品中的所选样品放置成与所述x射线源对齐。11.如权利要求1至10中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源配置成发射x射线，当样品存在时，所述x射线在所述样品上具有宽度至少为0.1mm的光斑尺寸。12.如权利要求1至11中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源配置成发射具有宽带能谱的x射线。13.如权利要求1至12中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源包括x射线管。14.如权利要求1至13中任一项所述的光谱仪，其中，所述位置灵敏检测器包括电荷耦合器件、CMOS相机、带状线检测器、二极管阵列、磷屏幕、光谱相机、或位置灵敏正比计数器。15.如权利要求1至14中任一项所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪配置成使来自不同方向的具有第一波长的x射线散射到所述位置灵敏检测器上的第一位置。16.如权利要求15所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪配置成使来自不同方向的具有第二波长的额外x射线散射到所述位置灵敏检测器上的第二位置，其中，所述第二波长不同于所述第一波长且所述位置灵敏检测器上的所述第一位置不同于所述位置灵敏检测器上的所述第二位置。17.如权利要求1至16中任一项所述的光谱仪，还包括真空室，其中，所述样品台、所述晶体分析仪、和所述x射线源的至少一部分位于所述真空室内。18.如权利要求17所述的光谱仪，其中，所述x射线源穿透所述真空室的壁。19.如权利要求17至18中任一项所述的光谱仪，还包括所述真空室的壁内的出射窗，其中，所述出射窗对x射线基本透明且在所述晶体分析仪与所述位置灵敏检测器之间。20.如权利要求17至18中任一项所述的光谱仪，其中，所述位置灵敏检测器在所述真空室内部。21.如权利要求1至20中任一项所述的光谱仪，其中，所述光谱仪被集成到手套箱或通风柜中、或者配置成在其内部操作。22.如权利要求1至21中任一项所述的光谱仪，其中，所述光谱仪可操作以在具有小到1电子伏(eV)的能量差的x射线之间区分。23.如权利要求1至22中任一项所述的光谱仪，其中，所述晶体分析仪和所述位置灵敏检测器配置成相对于所述样品台完全一致地旋转。24.如权利要求1至23中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源配置成朝向所述样品台发射所述不聚焦的x射线，从而当所述样品存在时，所述不聚焦的x射线入射在所述样品面向所述晶体分析仪的表面上。25.如权利要求1至23中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源配置成朝向所述样品台发射所述不聚焦的x射线，从而当所述样品存在时，所述不聚焦的x射线入射在所述样品背向所述晶体分析仪的表面上。26.如权利要求25所述的光谱仪，其中，所述样品台位于所述x射线源和所述晶体分析仪之间。27.如权利要求1至26中任一项所述的光谱仪，其中，所述光谱仪被配置使得针对源于所述样品台的任一波长的x射线，存在所述晶体分析仪的对应于该波长的专属区域，在所述专属区域处，所述x射线能够既满足所述晶体分析仪的布拉格条件、又被所述晶体分析仪重定向到所述位置灵敏检测器。28.如权利要求1至27中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源在所述罗兰圆的内部。29.如权利要求1至27中任一项所述的光谱仪，其中，所述x射线源在所述罗...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·T·塞德勒，O·霍登，W·霍尔顿，
申请(专利权)人：华盛顿大学，
类型：发明
国别省市：美国,US