X射线源制造技术

提供一种X射线源。电子束通常在其产生后在到靶的路径上被动态地操纵。该操纵由一个或更多个源线圈执行。这些线圈在真空容器外产生磁场，允许空气/水/油冷却以移除不期望的热量。然后，在具有极片的真空容器内部拾取磁场，并且朝着需要磁场的区域引导磁场以操纵电子束。束。束。

【技术实现步骤摘要】
X射线源


[0001]本申请涉及一种X射线源，特别涉及一种具有液体冷却源线圈的X射线源。

技术介绍

[0002]X射线由于其短波长和穿透目标的能力而被广泛地用于显微术中。典型地，X射线的最佳源是同步加速器，但是这些是昂贵的系统。因此，经常使用所谓的管或实验室X射线源，在其中产生的电子束轰击靶。所得的X射线包括由靶的组分和宽韧辐射确定的特征线。
[0003]对于X射线显微术系统存在几种基本配置。一些采用聚光器将X射线聚集到研究中的目标上和/或采用物镜以在与目标相互作用之后将X射线成像。与这些类型的显微镜相关联的分辨率和像差通常由X射线的光谱特性来确定。一些显微术系统采用投影配置，在投影配置中，经常结合几何放大率来使用小X射线源焦斑来对目标成像。
[0004]性能并且特别是分辨率受到不同因素的影响。因为投影配置不具有像差，所以分辨率通常由X射线源焦斑的大小确定。理想地，X射线源焦斑将是点焦斑。实际上，X射线源焦斑相当大。通常，源焦斑尺寸由电子光学器件和那些光学器件将电子束向下聚焦到点的能力来确定。源焦斑尺寸通常约为50至200微米(μm)，具有良好的电子光学性能；虽然在其他示例中，当功率是更重要的品质因数时，X射线源焦斑尺寸可以是1至5毫米(mm)。对于透射靶X射线源，几个微米的焦斑尺寸是常见的，诸如1μm至5μm等。事实上，一些透射源具有低至150纳米(nm)的焦斑尺寸。在任何情况下，X射线源大小通常将限制X射线投影显微镜的分辨率。
[0005]对于许多显微术应用，经常使用透射靶X射线源。在X射线管的基本配置中，热电子或场发射电子在真空管中的阴极(丝状体)处产生并且加速到阳极(形成由不同的静电和(电)磁性光学元件成形的电子束)。例如，磁透镜经常在铁极片内部使用铜线的线圈。通过线圈的电流在极片的孔中产生磁场。静电透镜采用带电的电介质来产生静电场。电子束然后在其背面撞击通常薄的靶，常见的靶材料例如为钨、铜和铬。然后，使用从靶的前侧发射的X射线来照射目标。

技术实现思路

[0006]在本配置中，“智能”枪控制器控制电子发射器和电子束的形成。为了改善热管理，油容器容纳发射器的高电压发生器和枪控制器。此外，在束被加速时，在束产生的地方执行初始操纵。该初始操纵由通常消耗非常少功率的源线圈执行。这种操纵确保电子束穿过作为阳极的一部分的孔口。
[0007]然而，在非常高的真空中，从源线圈排出的热量可能是个问题。线圈可能显著加热，引起线圈损坏并且由于加热的部件(线圈本身、线圈载体和从线圈吸收热量并且暴露于真空的任何其他部件)的放气而降低真空质量。此外，热负载将最可能改变电子光学器件，因为机械部件由于热膨胀而移动。因此，期望在真空内部产生磁场，靠近电子发射器，而没有任何与从线圈产生的热相关的问题。
[0008]解决方案是在真空容器外部产生磁场，允许空气/水/油冷却，以从源线圈移除所有不期望的热。然后，在具有极片的真空容器内部拾取磁场，并且朝向需要磁场的区域引导磁场，靠近电子发射器，诸如在阳极之前等，以操纵和控制电子束。两个极片组成极对。
[0009]典型地，对于靠近带电移动粒子束(诸如电子束等)的每个所期望的极对，在一个源线圈与一个极片之间将存在真空过渡。
[0010]可通过任何非磁性材料(诸如陶瓷或铝等)或弱磁材料(诸如不锈钢等)来实施磁性可穿透真空过渡。
[0011]总体上，根据一个方面，本专利技术的特征在于X射线源。该源包括真空容器、在真空容器中的靶、在真空容器中的电子源，该电子源用于产生电子以形成束，以撞击靶来产生X射线。最后，存在位于真空容器外部的源线圈，以用于在朝向靶的路径上、在电子发射器附近磁操纵束。
[0012]在实施例中，该X射线源进一步包括用于为该电子发射器供电的高电压发生器，以及位于真空容器中的油容器，该油容器容纳该高电压发生器。优选地，源线圈位于该油容器中。
[0013]此外，随着电子被加速，源线圈在电子发射器(丝状体)与阳极之间的区域中操纵和控制电子束。
[0014]可以在油容器添加磁性可穿透真空过渡壁插接件，以便将磁场从源线圈更好地传输到极片。
[0015]在实施例中，极片用于通过真空将来自源线圈的磁场引导至束。这些极片可以由保护场盖承载、至少部分地覆盖电子源。
[0016]在当前配置中，提供了飞行管组件，其中，靶被安装在该飞行管组件的端部处。磁聚焦透镜和/或飞行管操纵线圈围绕飞行管组件布置，用于将来自飞行管孔口的束引导并沿飞行管组件向下朝向靶。在一些实施例中，飞行管孔口可以是束限定孔口。
[0017]总体上，根据另一方面，本专利技术的特征在于一种X射线源，该X射线源包括真空容器、在该真空容器中的靶、在该真空容器中的电子源、用于为该源供电的高电压发生器以及在该真空容器中的油容器，该电子源用于产生电子以形成束，以撞击靶来产生X射线。枪控制器控制电子发射器和电子束的形成。为了改善热管理，油容器容纳高电压发生器和枪控制器。
[0018]具有使用来自高电压发生器的变压器油介质并且还用于冷却源线圈和/或枪控制器的优点。
[0019]优选地，布置在油容器内的是热交换器。目前，水流过热交换器以移除热量，但当然可以使用其他液体冷却剂。一些实施例可以包含潜油泵以允许油在油容器内流动。
[0020]在优选实施例中，循环器用于该热交换器并且用于冷却其他部件。
[0021]本专利技术的以上和其他特征现在将参考附图更具体地描述并且在权利要求中指出，以上和其他特征包括各种新颖的构造细节和部件结合以及其他优点。将理解的是，体现本专利技术的特定方法和设备是通过说明的方式示出的，而不是作为本专利技术的限制。在不脱离本专利技术的保护范围的情况下，本专利技术的原理和特征可以用在各种和许多实施例中。
附图说明
[0022]在附图中，附图标记贯穿不同视图指代相同部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。在附图中：
[0023]图1是根据本专利技术的X射线源的示意性截面图。
具体实施方式
[0024]现在将参考附图在下文中更全面地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的说明性实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为局限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是透彻且完整的，并且将本专利技术的保护范围充分地传达给本领域技术人员。
[0025]如在本文使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或更多个的任何以及所有组合。而且，所使用的所有连词应在可能的最包容性的意义上进行理解。因此，词语“或”应被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“排他或”的定义，除非上下文另有明确要求。此外，单数形式和冠词“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非另外明确地陈述。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语：包括(include)、包括(comprise)、包括(including)和/或包括(comprising)指定所述特征、整体、步骤、操作、元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线源，包括：真空容器；电子发射器，所述电子发射器布置在所述真空容器中，用于产生电子以形成电子束，以撞击靶来产生X射线；高电压发生器，所述高电压发生器用于加速所述电子；枪控制器，所述枪控制器用于控制所述电子束的形成和所述电子发射器；以及油容器，所述油容器在所述真空容器中，所述油容器容纳所述高电压发生器和所述枪控制器。2.根据权利要求1所述的X射线源，进一步包括在所述油容器中的内部容器，所述内部容器容纳所述枪控制器。3.根据权利要求2所述的X射线源，其中，所述内部容器填充有油。4.根据权利要求1所述的X射线源，其中，所述电子发射器是丝状体。5.根据权利要求1所述的X射线源，进一步包括在电子源上方的抑制电极。6.根据权利要求5所述的X射线源，进一步包括在所述抑制电极上方的保护场盖。7.根据权利要求1所述的X射线源，进一步包括用于加速来自所述电子发射器的所述电子的阳极。8.根据权利要求7所述的X射线源，进一步包括电连接至所述阳极的保护场盖。9.根据权利要求1所述的X射线源，进一步包括飞行管，其中，所述靶位于所述飞行管的端部处。10.一种X射线源，包括：真空容器；电子发射器，所述电子发射器布置在所述真空容器内，用于产生电子；阳极，所述阳极用于加速所述电子以形成电子束，以撞击靶来产生X射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉切内克，
申请(专利权)人：卡尔蔡司有限公司，
类型：发明
国别省市：