【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线发射，尤其涉及一种背反式单色化x射线源装置及其使用方法。
技术介绍
1、x射线具有特殊的物理、化学效应，广泛应用于材料的检测(如xrd、xps、xrf、ct)，用于成分、价态、结构表征等领域。x射线源是精密检测设备的核心零部件/元器件中重要的一部分，主要应用于材料科学、物理学、化学等科学领域，以及在无损检测、医疗、精细化工、半导体、新能源、安检等工业领域有广泛的用途。目前，随着我国精密检测设备需求的不断提升，关键核心部件供给不足的问题日益凸显，特别是随着集成电路、新能源电池等产业的发展，市场正面临“一源难求”的困境，严重影响了下游相关产业的产品质量检测水平。
2、单色x射线源对某些分析仪器的分辨率，比如xps非常重要，传统的单色仪利用前置方案，x射线发射源点经过大面积的石英等弯曲晶体衍射、聚焦于像点，光路遵循罗兰圆结构，擅长于微区x射线单色化汇聚。
3、但是对于某些有机材料，特别是光刻胶材料分析而言，聚焦的x射线强度过大，导致材料快速分解和破坏，无法进行准确的能谱分析，比如xps的成分和价态分析。对聚焦的x射线源降低功率又无法获得足够的信号，导致测试时间过长。而单色化又是精细能谱(比如xps)所必须的。因此对某些脆弱有机物和易感光的光刻胶等材料的表征分析，理想的光源需要单色并有一定的发散度。同时为了减少成本和仪器体积，单色化x射线源结构需要被设计的更紧凑。
4、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
5、(1)现有的xps、xrf等x射线光源单色化结构都为前
6、(2)x射线源的衍射结构体积大，占据仪器的空间和增加成本。
7、解决以上问题及缺陷的难度为：
8、如何实现单色、发散的x射线源；
9、如何实现小体积x射线源结构。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种背反式单色化x射线源装置及其使用方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种背反式单色化x射线源装置，设置有：
3、1.双模式设计：装置结合电子枪和灯丝系统，实现了电子枪模式和灯丝模式的切换。这种双模式的设计提供了更大的应用范围，满足不同应用场景下的需求。
4、2.优化冷却系统：通过在冷却水路外部设置阳极铜座，实现了更加高效的冷却效果。这有助于确保设备在高强度操作下仍能维持稳定，从而保障了x射线的质量和稳定性。
5、3.双单色器配置：该装置配备了两台角度可调节的单色器，这使得x射线的单色化处理更为精准，能够满足更加严格的应用要求。
6、4.多灯丝系统：装置内集成了多个灯丝，它们可以相继工作。当一个灯丝因故障不能工作时，可以迅速切换到另一个灯丝，无需破坏真空系统或拆卸整个装置，大大提高了设备的使用寿命和可靠性。
7、5.预留窗口设计：在背反式单色化x射线源装置的保护壳上预设了可调节大小窗口，使得x射线能够更为灵活地进行输出，满足不同的检测或应用需求。
8、进一步，所述背反式单色化x射线源装置包括：电子枪、灯丝系统、分区阳极靶材、冷却系统、单色器系统；电子枪和单色器系统设置在装置外部，分区阳极靶材设置在装置内部，分区阳极靶材内部设置有阳极铜座和冷却系统。
9、进一步，背反式单色化x射线源装置有两种工作方式，包括电子枪模式和灯丝模式。
10、进一步，冷却系统中的冷却水路外部设置有阳极铜座。
11、进一步，分区阳极靶材中的材料和数量可根据实际情况设置。
12、进一步，单色器系统中配备有两台单色器，且单色器的角度可调节。
13、进一步，灯丝系统配备多个灯丝，并且可相继工作，一个灯丝不能工作后，无需破坏真空系统和拆卸就能直接启用其他灯丝继续工作。
14、进一步，背反式单色化x射线源装置保护壳上有预留窗口，设置在目标反方向处，预留窗口是可开关窗口。
15、进一步，背反式单色化x射线源装置可以配合聚焦装置(如波带片，聚光纤维等)使用，作用为聚焦x射线，调节x射线焦点。
16、本专利技术的另一目的在于提供一种背反式单色化x射线源装置的使用方法，其中，背反式单色化x射线源装置在灯丝模式下的使用方法包括以下步骤：
17、s101，通过加热灯丝/冷阴极或热阴极产生电子，电子轰击在单一阳极靶材产生x射线；
18、s102，x射线通过预留窗口照射到石英或其他晶体材料制成的单色器上，发生衍射实现单色化；
19、s103，通过调节单色器的角度可以使单色化的x射线遵循罗兰圆原理呈发射状照射到目标处，一个x射线源配有两台单色器，从而最多可以有两束x射线同时照射在目标处，实现x射线的高通量发散照射；
20、s104，通过调节窗口大小和单色器面积和形状的方法来调节x射线光束的粗细，用以适配不同测试需求。
21、其中，背反式单色化x射线源装置在电子枪模式下的使用方法包括以下步骤：
22、s201，通过电子枪发射电子束，电子束聚焦到阳极靶材上产生微区x射线；
23、s202，微区x射线通过预留窗口照射到石英或其他晶体材料制成的单色器上，发生衍射实现单色化；
24、s203，通过调节单色器的角度可以使发散的单色化x射线照射到目标处。
25、进一步，单色器的位置和角度均可以根据需求调节或配合聚焦装置(如波带片，聚光纤维等)，从而使x射线焦点随需求调节。
26、进一步，s201中，在电子枪模式下搭载双区域阳极靶材或者多区域阳极靶材时，可以通过打开和关闭预留窗口实现在真空系统中快速更换x射线源。
27、本专利技术的另一目的在于提供一种背反式单色化x射线源装置的发散的单色化x射线，所述x射线用于检测脆弱材料。
28、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
29、第一、解决以上问题及缺陷的意义为：设计一款背反式结构的x射线源实现高通量单色发散x射线，同时减少成本和体积，可广泛用于材料分析等领域(如xps、xrf)，特别适合感光样品、脆弱有机物的无损分析。
30、本专利技术提供的背反式单色化x射线源装置，通过电子枪，灯丝/冷阴极或热阴极，分区阳极靶材，冷却系统，单色器系统组合，结构更加紧凑，成本更低，占地更小。可发射适合某些脆弱有机物和易感光的光刻胶等材料表征分析的发散单色化x射线，可在真空系统中快速更换x射线，大幅缩短检测时间，提升检测效率。
31、第二，本专利技术的积极技术效果和显著技术进步还包括：
32、1、背反式x射线源采用特殊的结构，可以将发散的x射线照射到x射线源前端，并可以通过调节单色器的角度或添加聚焦装置(如波带片，聚光纤维等)，调节窗口和单色器的大小实现自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种背反式单色化X射线源装置，其特征在于，为X射线源提供一种背反式结构，用于实现发散性单色化X射线，包括：
2.如权利要求1所述背反式单色化X射线源装置，其特征在于，所述背反式单色化X射线源装置包括：电子枪、灯丝系统、分区阳极靶材、冷却系统、单色器系统；电子枪和单色器系统设置在装置外部，分区阳极靶材设置在装置内部，分区阳极靶材外部设置有灯丝系统，内部设置有阳极铜座和冷却系统。
3.如权利要求1所述背反式单色化X射线源装置，其特征在于，背反式单色化X射线源装置有两种工作方式，包括电子枪模式和灯丝模式；冷却系统中的冷却水路外部设置有阳极铜座。
4.如权利要求1所述背反式单色化X射线源装置，其特征在于，分区阳极靶材中的材料和数量根据实际情况设置。
5.如权利要求1所述背反式单色化X射线源装置，其特征在于，背反式单色化X射线源装置保护壳上有预留窗口，设置在目标反方向处，预留窗口是可开关窗口；背反式单色化X射线源装置配合聚焦装置使用，聚焦装置包括波带片，聚光纤维，用于聚焦X射线和调节X射线焦点。
6.一种实施如权利要求1-5任
7.一种实施如权利要求1-5任意一项所述背反式单色化X射线源装置在电子枪模式下的使用方法包括以下步骤：
8.如权利要求7所述背反式单色化X射线源装置在电子枪模式下的使用方法，其特征在于，单色器的位置和角度均可以根据需求调节或配合聚焦装置，聚焦装置为波带片、聚光纤维，从而使X射线焦点随需求调节。
9.如权利要求7所述背反式单色化X射线源装置在电子枪模式下的使用方法，其特征在于，S201中，在电子枪模式下搭载双区域阳极靶材或者多区域阳极靶材时，可以通过打开和关闭预留窗口实现在真空系统中快速更换X射线源。
10.一种如权利要求1-5任意一项所述背反式单色化X射线源装置产生的发散的单色化X射线，其特征在于，所述X射线用于检测脆弱材料。
...【技术特征摘要】
1.一种背反式单色化x射线源装置，其特征在于，为x射线源提供一种背反式结构，用于实现发散性单色化x射线，包括：
2.如权利要求1所述背反式单色化x射线源装置，其特征在于，所述背反式单色化x射线源装置包括：电子枪、灯丝系统、分区阳极靶材、冷却系统、单色器系统；电子枪和单色器系统设置在装置外部，分区阳极靶材设置在装置内部，分区阳极靶材外部设置有灯丝系统，内部设置有阳极铜座和冷却系统。
3.如权利要求1所述背反式单色化x射线源装置，其特征在于，背反式单色化x射线源装置有两种工作方式，包括电子枪模式和灯丝模式；冷却系统中的冷却水路外部设置有阳极铜座。
4.如权利要求1所述背反式单色化x射线源装置，其特征在于，分区阳极靶材中的材料和数量根据实际情况设置。
5.如权利要求1所述背反式单色化x射线源装置，其特征在于，背反式单色化x射线源装置保护壳上有预留窗口，设置在目标反方向处，预留窗口是可开关窗口；背反式单色化x射线源装置配合聚...
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