[发明专利]X射线发射装置及X射线产生方法

权利要求书

1.一种X射线发射装置，其特征在于，包括控制电路及多个独立控制的光路，每个光路包括普通光源、光学组件、普通光入射窗、光阴极、电子束聚焦结构、阳极靶、X射线出射窗及真空容器；

所述控制电路，用于控制所述多个光路的普通光源的工作状态；

所述普通光源，用于发射特定波长范围的光线；

所述光学组件，用于对所述普通光源发射的光线进行聚焦；

所述普通光入射窗，设于所述真空容器上，所述普通光入射窗用于透过所述特定波长范围的光线；

所述光阴极，用于光激发电子；

所述电子束聚焦结构，用于对所述光阴极产生的电子束进行聚焦；

所述阳极靶，受到加速电子的轰击而通过韧致辐射产生X射线；

所述X射线出射窗，设于所述真空容器上，所述X射线出射窗用于透过X射线；及

所述真空容器，用于封装所述光阴极、电子束聚焦结构及阳极靶；

其中，所述普通光源发射的光线，经过所述光学组件聚焦后，透过所述普通光入射窗而照射到所述光阴极上，所述光阴极受到光激发而产生电子；所述电子束在所述电子束聚焦结构的约束下，并在高压电场的加速作用下轰击所述阳极靶，使所述阳极靶产生X射线。

2.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述普通光源为激光发生器、激光二极管、光纤激光器或高亮度发光二极管。

3.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述普通光源波长的特定值或特定范围由所述光阴极的构成材料特性决定，使得选定某个特定波长或特定波长范围的光子能够使X射线管采用的光阴极材料的光电转换效率达到最大值或者适用值。

4.如权利要求3所述的X射线发射装置，其特征在于，所述光阴极采用碱金属、负电子亲和势III-V族半导体化合物或金属。

5.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述真空容器的封装形式为玻璃封装、金属陶瓷封装或采用能够维持一定高真空度的金属真空腔体。

6.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述真空容器的真空度范围为小于等于10^-6毫米汞柱大于等于10^-11毫米汞柱。

7.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述普通光入射窗口由光学玻璃制成。

8.如权利要求7所述的X射线发射装置，其特征在于，所述光学玻璃为石英玻璃、K9玻璃、钼玻璃或普通玻璃。

9.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述X射线出射窗口由低原子序数的材料构成。

10.如权利要求9所述的X射线发射装置，其特征在于，所述低原子序数的材料为金属铍。

11.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述光阴极的表面与水平方向夹角范围为从大于等于5度小于等于85度，所述阳极靶的表面与水平方向夹角范围为大于等于5度小于等于15度。

12.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述光阴极与阳极靶之间接有高电压，所述高电压的高压接法为（1）阳极接正高压，阴极接负高压、（2）阳极接正高压，阴极接地、或（3）阳极接地，阴极接负高压。

13.如权利要求1所述的X射线发射装置，其特征在于，所述电子束聚焦结构具有围拢式结构，其电位与所述光阴极相等或相近，以静电透镜的形式聚焦发散的光电子。

14.一种X射线产生方法，其采用如权利要求1~13任一项所述的X射线发射装置，其特征在于，所述X射线产生方法包括如下步骤：

通过所述控制电路控制所述多个光路的普通光源的开启与关闭，从而间接地实现阳极靶对应的区域的X射线的发射，进而实现多束X射线的独立的、依次的、可编程、脉冲式发射；或/及

通过改变所述真空容器外的光学组件，改变所述光阴极的照射区域的大小与形状，从而改变所述阳极靶上焦斑的大小与形状；或/及

通过所述控制电路控制所述多个光路的普通光源的光强大小，从而调整X射线的强度。