一种微区X射线光谱分析系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种微区X射线光谱分析系统，包括：X射线光束会聚模块、样品探测模块、计算机；所述X射线光束会聚模块用于获得聚焦的X射线微焦斑；所述X射线微焦斑包括多色微区X射线微焦斑和单色微区X射线微焦斑；所述样品探测模块用于探测样品被所述X射线微焦斑激发后所产生的特征信号；所述计算机用于根据所述特征信号获得样品表面相关信息。本实用新型专利技术提出的微区X射线光谱分析装置采用组合透镜的方式，通过毛细管透镜与平晶的组合，可以根据需求产生多色或单色聚焦X射线微束，扩展了其应用范围。用范围。用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种微区X射线光谱分析系统


[0001]本技术涉及微区X射线光谱分析
，尤其涉及一种基于毛细管X光聚焦光学器件的微区X射线光谱分析系统。

技术介绍

[0002]微区X射线光谱分析技术相比于常规X射线光谱分析技术能够获得待测样品的局部信息，经过逐点扫描分析可以获得样品表面信息，其在材料，生物，文物鉴定，化学分析等领域具有广泛应用。
[0003]微区X射线光谱分析技术发展与X射线光学聚焦器件的发展密不可分, 光学器件聚焦性能决定了微区X射线光谱分析装置性能。上世纪90年代苏联科学家Kumakhov的毛细管X光透镜是目前微区X射线分析装置常用的 X射线聚焦器件之一。毛细管X光透镜基于表面全返射原理制造而成，具有高带宽，广角的特点。因此毛细管X光透镜所会聚X射线光束为多色X射线，会聚多色X射线和单色X射线相比，既有优势又有劣势，优势是会聚光源的多色X射线其光子利用率高，所产生微焦斑光强增益高，探测效率高。另一方面，劣势体现在，例如用于X射线荧光光谱分析，会聚的多色X射线束产生噪声较多，信噪比较差。然而，目前的微区X射线光谱分析装置功能单一，只能实现会聚多色X射线和单色X射线其中的一种。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于毛细管X光聚焦光学器件的微区X射线光谱分析系统。
[0005]一种微区X射线光谱分析系统，包括：X射线光束会聚模块、样品探测模块、计算机；
[0006]所述X射线光束会聚模块用于获得聚焦的X射线微焦斑；所述X射线微焦斑包括多色微区X射线微焦斑和单色微区X射线微焦斑；
[0007]所述样品探测模块用于探测样品被所述X射线微焦斑激发后所产生的特征信号；
[0008]所述计算机用于根据所述特征信号获得样品表面相关信息。
[0009]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述X射线光束会聚模块包括能够产生多色微区X射线微焦斑的多色会聚单元；
[0010]所述多色会聚单元包括：X射线光源、遮光器、对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜、对称设置的两个抛物线型单毛细管聚焦透镜；
[0011]所述X射线光源位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜前焦点处，所述遮光器位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜的入射光或出射光处，用于阻挡直通光；
[0012]所述对称设置的两抛物线型单毛细管聚焦透镜位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜后用于接收其出射的多色X射线束，并将其会聚为微焦斑，并照射在样品表面。
[0013]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述X射线光束会聚模块包括能
够产生单色微区X射线微焦斑的单色会聚单元；
[0014]所述单色会聚单元包括：X射线光源、遮光器、对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜、对称设置的两个抛物线型单毛细管聚焦透镜、单色器；
[0015]所述X射线光源位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜前焦点处，所述遮光器位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜的入射光或出射光处，用于阻挡直通光；
[0016]所述单色器用于将所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜所出射的多色准平行光束以一定角度入射至单色器，并将其转变为准单色X射线束，并出射至所述对称设置的两个抛物线型单毛细管聚焦透镜上；
[0017]所述对称设置的两抛物线型单毛细管聚焦透镜位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜后，用于接收单色器出射的单色X射线束，并将其会聚为微焦斑，并照射在样品表面。
[0018]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述单色会聚单元包括两个对称设置的所述单色器。
[0019]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，当所述遮光器位于X 射线光源与对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜之间时，其直径小于对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜的入口直径；当置于对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜与对称设置的两抛物线型单毛细管聚焦透镜之间时，其直径等于聚焦透镜出口直径。
[0020]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述样品探测模块包括：X射线能谱探测器、正比计数探测器、样品调节架；
[0021]所述X射线能谱探测器与正比计数探测器分别置于样品的入射光和出射光一侧；
[0022]所述X射线能谱探测器用于接收X射线微焦斑照射在样品表面所激发的荧光信号；所述正比计数探测器用于接收X射线微焦斑经过样品后的衰减透射信号；
[0023]所述样品调节架用于固定样品，通过样品调节架调节样品与X射线微焦斑之间的相对运动，从而完成对样品的表面逐点扫描。
[0024]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述X射线光源为微焦斑光管，其焦斑尺寸不大于80微米，光源焦斑形状为点状。
[0025]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述抛物线型单毛细管准直透镜、抛物线型单毛细管聚焦透镜均采用中空玻璃管制造而成，其内部曲线为抛物线形，内壁镀有光滑的重金属薄膜，该重金属为铱，金，锇。
[0026]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述单色器为平面晶体。
[0027]进一步地，如上所述的微区X射线光谱分析系统，所述遮光器的材质为铅。
[0028]有益效果：
[0029]本技术提出的微区X射线光谱分析装置采用组合透镜的方式，通过毛细管透镜与平晶的组合，可以根据需求产生多色或单色聚焦X射线微束，扩展了其应用范围。
附图说明
[0030]图1为多色微区X射线光谱分析装置示意图；
[0031]图2为单色微区X射线光谱分析装置示意图；
[0032]图3为复合式单色X射线聚焦光学系统示意图；
[0033]图4为抛物线型单毛细管透镜几何示意图；
[0034]附图标记：
[0035]1‑
X射线光源；2
‑
遮光器；3
‑
抛物线型单毛细管准直透镜；4
‑
抛物线型单毛细管聚焦透镜；5
‑
X射线能谱探测器；6
‑
荧光信号；7
‑
样品；8
‑
透射信号；9
‑
正比计数探测器；10
‑
单色器。
具体实施方式
[0036]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0037]本技术的目的是提供一种能够进行多色和单色X射线微区光谱分析的装置。为了实现上述目的，本技术拟采取以下技术方案：
[0038]一种微区X射线光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微区X射线光谱分析系统，其特征在于，包括：X射线光束会聚模块、样品探测模块、计算机；所述X射线光束会聚模块用于获得聚焦的X射线微焦斑；所述X射线微焦斑包括多色微区X射线微焦斑和单色微区X射线微焦斑；所述样品探测模块用于探测样品被所述X射线微焦斑激发后所产生的特征信号；所述计算机用于根据所述特征信号获得样品表面相关信息。2.根据权利要求1所述的微区X射线光谱分析系统，其特征在于，所述X射线光束会聚模块包括能够产生多色微区X射线微焦斑的多色会聚单元；所述多色会聚单元包括：X射线光源(1)、遮光器(2)、对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)、对称设置的两个抛物线型单毛细管聚焦透镜(4)；所述X射线光源(1)位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)前焦点处，所述遮光器(2)位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)的入射光或出射光处，用于阻挡直通光；所述对称设置的两抛物线型单毛细管聚焦透镜(4)位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)后用于接收其出射的多色X射线束，并将其会聚为微焦斑，并照射在样品(7)表面。3.根据权利要求1所述的微区X射线光谱分析系统，其特征在于，所述X射线光束会聚模块包括能够产生单色微区X射线微焦斑的单色会聚单元；所述单色会聚单元包括：X射线光源(1)、遮光器(2)、对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)、对称设置的两个抛物线型单毛细管聚焦透镜(4)、单色器(10)；所述X射线光源(1)位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)前焦点处，所述遮光器(2)位于所述对称设置的两个抛物线型单毛细管准直透镜(3)的入射光或出射光处，用于阻挡直通光；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学鹏，孙天希，李成波，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：新型
国别省市：