[发明专利]基于编码金属孔阵板的高对比度X光赝热源

权利要求书

1.一种基于编码金属孔阵板的高对比度X光赝热源，特征在于其构成包括置于防辐射外壳(4)中的X光发生器(1)、X光传输调制系统(2)和赝热X光产生系统(3)，所述的X光传输调制系统(2)由宽波段限束光阑(201)、单色器(202)和窄波段限束光阑(203)构成，所述的赝热X光产生系统(3)由编码孔板(301)及其调整架(302)、金属孔阵板(303)及其运动控制器(304)、底盘(305)及导轨(306)构成；所述的编码孔板(301)固定在编码孔板调整架(302)上，所述的金属孔阵板(303)固定在所述的金属孔阵板运动控制器(304)上，所述的编码孔板调整架(302)和金属孔阵板运动控制器(304)固定在所述的底盘(305)上,所述的底盘(305)置于所述的导轨(306)上，该底盘(305)在导轨(306)上可沿X光传播方向移动，所述的金属孔阵板运动控制器(304)为具有带动所述的金属孔阵板(303)在垂直于X光传播方向平移或旋转的机构，所述的防辐射外壳(4)上具有X光窗口(401)；

沿X光发生器(1)输出的X光传播方向依次是同光轴的宽波段限束光阑(201)、单色器(202)、窄波段限束光阑(203)、编码孔板(301)、金属孔阵板(303)和x光窗口(401)；

所述的金属孔阵板(303)为采用高Z金属材料制成的三维结构，具有大量随机分布的柱状孔，其孔径d_孔阵的取值范围为0.01～1微米，其板厚h_孔阵由X光波长和金属材质决定，满足下列关系式：

N＝1,2,3，...

式中，λ为X光波长，δ为空气折射率与金属孔阵板的金属材料折射率之差；

所述的编码孔板(301)由中心孔和围绕中心孔对称排列的多个孔构成，每个单孔的孔径d_编码孔满足下列关系式：

d_孔阵<d_编码孔≤W，其中

式中，d_孔阵为金属孔阵板(303)的单孔的孔径，W为所述的X光发生器(1)产生的X光在编码孔板(301)处的相干尺寸，λ为X光波长，D_S为所述的X光发生器(1)的出口尺寸，L为X光发生器(1)的出口到所述的编码孔板(301)的距离，编码孔板(301)上的孔间隔Δ_编码孔满足下列关系式：

式中，z为所述的金属孔阵板(303)到成像样品之间的距离。

2.根据权利要求1所述的基于编码金属孔阵板的高对比度X光赝热源，其特征在于所述的编码孔板(301)的编码包括三个步骤：

1)编码孔单孔孔径d_编码孔选取：根据待检测对象的分辨率R的要求，按下列关系式计算选取编码孔板的单孔的孔径d_编码孔：

其中

式中d_单散斑为样品的单散斑尺度；

2)编码孔板模板选取：编码孔板模板为K×K排列的通孔，其中K可取1,3,5,7,...，并且满足关系式：

式中，Δ_最小值为样品待检测对象尺寸Δ_样品，即样品特征结构尺寸的最小值，K×K的编码孔板模板用K行K列的矩阵P来表示，第i行第j列的通孔对应P矩阵的第i行第j列的元素；

3)编码孔板编码：样品特征结构尺寸Δ_样品对应的频率信息位置为所述的编码孔板(301)处距离中心位置半径r的圆环，满足关系式：

选取编码孔板模板上与此圆环相交的孔作为编码孔板的透光孔，即为此样品特征结构尺寸Δ_样品对应的编码孔板，以检测样品特征结构尺寸Δ_样品对应的频率信息；在矩阵P中将透光孔记为1，其余记为0，即完成样品特征结构尺寸Δ_样品对应的编码孔板编码；依次确定不同样品特征结构尺寸Δ_样品(i)对应的编码孔板透光孔，得到对应的不同编码孔板的编码P(i)；两种或两种以上样品特征结构尺寸的同时检测所需的编码孔板的编码P通过各自对应的编码P(i)的并集运算得到，即P＝P(1)∪P(2)∪P(3)…。

3.根据权利要求1所述的基于编码金属孔阵板的高对比度X光赝热源，其特征在于所述的X光发生器(1)是同步辐射X光发生器、X光管或等离子体X光发生器。