电子束的表征制造技术

披露了一种用于在液态金属射流X射线源中表征电子束的方法。该方法包括：提供所述电子束并将所述电子束引导至相互作用区域；提供连接到接地电位的电子束积存器，用于在所述电子束穿过所述相互作用区域后接收所述电子束；在所述相互作用区域的至少一部分上扫描所述电子束；测量在所述扫描期间由所述电子束与所述电子束积存器之间的相互作用产生的X射线辐射，以获得X射线分布曲线；以及基于所述X射线分布曲线计算电子束特性。还披露了一种对应的液态金属射流X射线源。液态金属射流X射线源。液态金属射流X射线源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子束的表征


[0001]本文披露的本专利技术总体上涉及在液态金属射流X射线源中表征电子束。

技术介绍

[0002]X射线辐射可以通过让电子束撞击到靶标材料上来生成。X射线辐射可以作为来自靶标材料的轫致辐射或特性线发射而产生。X射线源的性能尤其取决于由电子束与靶标之间的相互作用产生的X射线辐射的焦斑的特性。通常，正在努力获取更高的亮度和更小的X射线辐射焦斑，这需要改进对电子束以及其与靶标的相互作用的控制。特别地，已经进行了若干次尝试以更准确地确定和控制撞击靶标的电子束的光斑大小和形状。
[0003]WO 2012/087238披露了一种用于确定和控制电子束在其与靶标的相互作用点处的宽度的技术。该现有技术涉及使用具有电荷敏感区的传感器。对电子束的宽度的测量是在电子靶标存在并部分地遮挡传感器区的同时通过使电子束在传感器区上偏转来执行的。因为电子靶标遮挡或部分地遮挡了传感器区的一部分，所以所记录的传感器信号将呈现出束的最小衰减(未被遮挡的传感器区)与最大衰减(在靶标后方)之间的转变。可以从该信息、特别是从转变的宽度中推导出束宽度。然而，出于测量目的，传感器区不能电接地。因此，该技术带来了挑战，比如如何避免传感器边缘的短路和电弧。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了对电子束撞击液态金属射流X射线源的改进，并且本专利技术基于通过测量由电子束产生的X射线辐射来表征该电子束的思想。更特别地，可以在扫描电子束的同时测量所产生的X射线辐射，从而获得X射线分布曲线(X
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ray profile)。然后可以基于所获得的X射线分布曲线计算电子束的一个或多个特性。
[0005]因此，在本专利技术的实施例中，电子束的特性通过在该电子束的扫描期间检测从其产生的X射线辐射来确定。由于不需要测量通过X射线源的部分(“电子积存器”)(即，电子束在穿过相互作用区域后所撞击的部分)的电流，所以该部分可以接地(即，电接地)。通过依靠X射线测量结果而不是电流测量结果，该电子束积存器不需要与其周围环境进行电隔离，从而消除了由于例如来自液体射流的材料液滴沉积在该电子积存器的边缘而引起的短路风险。此外，由于该电子积存器表面上的液滴沉积而引起的图像失真可以显著减少，因为这种沉积的材料通常对X射线是透明的或充当另一个X射线源，这取决于配置。
[0006]所关注的电子束的一个特性是其截面延伸(宽度)。电子束的宽度或截面延伸可以适当地定义为半峰全宽(FWHM)。这有时被称为束的“光斑大小”。电子束在相互作用区域中的宽度(在该相互作用区域中该电子束撞击到液态金属射流靶标上)是影响X射线产生过程的重要因素。本专利技术的实施例可以用于通过以下操作来确定相互作用区域中电子束的宽度：使用液态金属射流作为在其上扫描电子束的遮挡物，或者在相互作用区域上扫描电子束并且让电子束通过孔口之后才对其进行检测。在后一种情况下，电子束的宽度是在孔口处确定的，而在相互作用区域中的宽度通过直接的几何变换在数学上确定。电子束的其他
特性可以例如包括强度分布曲线和对准。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，液态金属射流用作将电子束与电子束积存器遮挡开来的物体。在电子束撞击在未被液态金属射流遮挡的电子束积存器上的第一位置和液态金属射流最大程度地遮挡电子束积存器的第二位置与一组合适的中间位置之间扫描电子束。在扫描期间测量由电子束与电子束积存器之间的相互作用产生的X射线辐射，以获得将扫描位置映射到所产生的X射线辐射的X射线分布曲线，即，X射线分布曲线可以被视为扫描期间的偏转设置的函数。因此，可以识别未遮挡位置与遮挡位置之间的转变，并且这种转变的宽度对应于在液态金属射流处测量的电子束的宽度。如将理解的，如果在液态金属射流处电子束的位移对于每个扫描位置是已知的，则在扫描位置方面确定的宽度可以容易地转换成长度单位。
[0008]在其中在液态金属射流上扫描电子束的实施例中，将束从射流的一侧移动到另一侧所需的距离可以被视为对液态金属射流本身的宽度的量度。此外，可以从电子束被液态金属射流遮挡的位置获得液态金属射流的位置。液态金属射流宽度和/或位置的变化可以被认为是产生液态金属射流的过程的稳定性的指标。
[0009]在一些实施例中，扫描可以在第一位置(至少一半的电子束在撞击到电子束积存器上之前在该位置通过液态金属射流的第一侧)与第二位置(至少一半的电子束在撞击到电子束积存器上之前在该位置通过液态金属射流的第二侧)之间执行。当从第一侧到另一侧扫描电子束时，则可以从所产生的X射线辐射的变化中提取电子束的宽度。以这种方式，可以测量到超过液态金属射流宽度的电子束宽度。
[0010]在一些实施例中，使用不同于液态金属射流的遮挡物。可以使用各种遮挡物，只要它们吸收和/或反射电子以使这些电子不会到达电子束积存器即可。
[0011]在其他实施例中，X射线分布曲线不仅根据由电子束与电子束积存器之间的相互作用产生的X射线辐射来确定，而且还根据由电子束与液态金属射流本身之间的相互作用产生的X射线辐射来确定。在这样的实施例中，电子束积存器主要用作用于处理电荷的特征。使用X射线检测器来测量在扫描电子束期间由电子束与液态金属射流之间的相互作用产生的X射线辐射。如可以理解的，当电子束撞击液态金属射流时，X射线检测器将能够检测到X射线辐射，但是当电子束未撞击液态金属射流时，将不会检测到任何X射线辐射。在电子束的某个扫描位置处，X射线辐射的产生将是最大的，并且类似于上文已经描述的，电子束的宽度可以根据扫描位置与检测到的X射线辐射之间的关系(即，根据X射线分布曲线)来确定。
[0012]在一些实施例中，所产生的X射线辐射在通过销孔之后由X射线检测器检测。销孔的这种使用提供了可以用于确定如电子束的截面延伸等特性的成像能力。
[0013]相应地，提供了如在独立权利要求中阐述的方法和设备。从属权利要求限定了本专利技术的有利实施例。
附图说明
[0014]所披露的本专利技术的实施例将在下面的具体实施方式中进行描述，其中，参考了附图，在附图中：
[0015]图1是展示了根据本专利技术的方法的流程图；
[0016]图2是根据本专利技术的一些实施例的液态金属射流X射线源的示意性立体图；
[0017]图3示意性地示出了根据本专利技术的液态金属射流X射线源的第一实施例；
[0018]图4示意性地示出了根据本专利技术的液态金属射流X射线源的第二实施例；
[0019]图5示意性地示出了根据本专利技术的液态金属射流X射线源的第三实施例；以及
[0020]图6示意性地示出了根据本专利技术的液态金属射流X射线源的第四实施例。
[0021]在附图中，对应的特征始终由相同的附图标记来表示。
具体实施方式
[0022]本专利技术的实施例提供了在液态金属射流X射线源中对用于产生X射线辐射的电子束的表征。为了表征电子束，在遮挡物上扫描电子束并检测在这种扫描期间产生的X射线辐射。遮挡物可以是孔口、液态金属射流或某种参考物体。
[0023]从一般的角度来看，优选地，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在液态金属射流X射线源中表征电子束的方法，该方法包括：提供所述电子束并将所述电子束引导至相互作用区域；提供连接到接地电位的电子束积存器，用于在所述电子束穿过所述相互作用区域后接收所述电子束；在所述相互作用区域的至少一部分上扫描所述电子束；测量在所述扫描期间由所述电子束与所述电子束积存器之间的相互作用产生的X射线辐射，以获得X射线分布曲线；以及基于所述X射线分布曲线计算电子束特性。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括设置在所述扫描期间与该电子束的路径部分地相交的物体，其中，所述物体吸收和/或反射电子。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述物体是存在于所述相互作用区域中的液态金属射流。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括基于所述X射线分布曲线计算所述液态金属射流的特性。5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，测量X射线辐射以获得X射线分布曲线的步骤进一步包括测量由所述电子束与所述物体之间的相互作用产生的X射线辐射。6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括在所述相互作用区域与所述电子束积存器之间提供孔口，所述孔口被布置成使得只有通过所述孔口的电子才对在所述扫描期间测量的该X射线辐射有贡献。7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述相互作用区域上扫描所述电子束包括在所述孔口上扫描所述电子束。8.如权利要求5所述的方法，进一步包括提供销孔，并且其中，测量在所述扫描期间产生的X射线辐射的分布曲线包括检测已经通过所述销孔的X射线辐射。9.一种液态金属射流X射线源，包括：被布置用于提供电子束并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：波尔，
申请(专利权)人：伊克斯拉姆公司，
类型：发明
国别省市：