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，真空靶室具有相对的两个出口，喷嘴设置于制冷腔上，真空单元包括第一真空泵和第二真空泵，第一真空泵和第二真空泵分别与真空靶室的两个出口连接；脉冲激光发生器发出的激光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，反射单元与真空靶室连通；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。

A soft X-ray micro imaging device

The application provides a soft X-ray micro imaging device, which comprises a soft X-ray light source, a three-dimensional displacement mechanism, a vacuum unit, a laser unit, a reflection unit, a sample chamber and a detector. The soft X-ray light source comprises a vacuum target chamber, a refrigeration chamber and a nozzle, wherein the refrigeration chamber and the nozzle are arranged in a real empty target chamber, and the vacuum target chamber has two opposite outlets, wherein the nozzle is arranged on the refrigeration chamber, and the vacuum target chamber is arranged in a vacuum chamber The unit includes a first vacuum pump and a second vacuum pump, the first vacuum pump and the second vacuum pump are respectively connected with two outlets of the vacuum target chamber; the laser emitted by the pulse laser generator is focused on the nozzle after passing through the laser focusing mirror; the reflection unit has a second reflector, the reflection unit is connected with the vacuum target chamber; the sample chamber is connected with the vacuum target chamber, and the sample chamber contains a capillary glass tube, The position of the capillary glass tube corresponds to the focus of the nozzle and the reflector; the detector is connected to the sample chamber and corresponds to the position of the capillary glass tube. The application has the advantages of accurate detection, high efficiency and cost saving.

【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，所述真空靶室具有相对的两个出口，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，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。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间的若干个侧面开口，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，所述样本室内设置有毛细玻璃管和光阑管，所述光阑管内具有沿轴线方向延伸的光阑孔，所述光阑孔的一端对应所述毛细玻璃管，所述光阑孔的另一端对应所述探测器，所述喷嘴、所述第二反射镜的焦点、所述毛细玻璃管的顶端以及所述光阑孔位于同一条水平线上。根据本申请的一个实施例，所述光阑管和所述毛细玻璃管之间还设置有棱台，所述棱台中具有棱台孔，所述棱台孔的延伸方向与所述光阑孔的延伸方向一致，所述棱台孔靠近所述毛细玻璃管的一端处设置有波带片。根据本申请的一个实施例，所述棱台设置于三维电位移台上，所述三维电位移台与设置于所述样本室外壳上的航空插头连接。根据本申请的一个实施例，所述毛细玻璃管设置于样本旋转台上，所述样本旋转台设置于样本二维调节平台上。根据本申请的一个实施例，所述探测器包括闪烁晶体和硅光电倍增管，所述闪烁晶体与所述样本室对应，所述硅光电倍增管与所述闪烁晶体耦合。根据本申请的一个实施例，所述探测器下方设置有三维位移台。本申请提供的软X射线显微成像装置，极大的提高了其对弱光信号的探测效率，降低了成像曝光时间，能够实现更高的放大倍数。本申请中的软X射线光源采用可调节的三维位移机构，实现了在真空中对液体微流位置和角度的调节，提高了软X射线光路的几何精准度，方便了光路调节。本申请中采用多轴调节的反射单元，可以在真空中对第二反射镜的几何位置和俯仰角进行调节，实现了光路的优化。本申请中的真空系统可以通过预抽、全抽以及金属锥台等设计实现真空腔内常压至真空的精确控制。本申请中使用的软X射线光源具有低碎屑、高转化率的优势，提高了光源的强度，降低了对光路中光学元件的损害，能够提高仪器的寿命。总之，本申请提供的软X射线显微成像装置，能够以较低成本达到纳米级成像分辨率、秒级二维成像时间，可广泛应用于生命科学、医药研发领域中纳米尺度快速三维显微成像中，对于功能细胞的结构和代谢、微生物致病机理等研究领域具有示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软X射线显微成像装置，其特征在于，所述软X射线显微成像装置包括：/n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，所述真空靶室具有相对的两个出口，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，/n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；/n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；/n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；/n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/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种软X射线显微成像装置，其特征在于，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，所述真空靶室具有相对的两个出口，所述喷嘴设置于所述制冷腔上，
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。


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，所述三维位移机构包括支撑板、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。


4.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间的若干个侧面开口，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。


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...

【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：新型
国别省市：江苏;32