[发明专利]多层X射线源靶

说明书

本公开涉及多层X射线源靶的生产和使用。在某些实现方式中，X射线生成材料层可以与热传导层交错。为了防止层的层离，与各种机械、化学和结构方法相关，包括用于减小与沉积层关联的内部应力和用于增加层之间的结合强度的方法。

相关申请案的交叉引用

本申请是于2016年6月30日提交的第15/199,524号美国专利申请的继续申请，该专利申请的全部公开内容以引用方式并入本说明书中。

背景技术

该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本公开的各个方面相关的领域的各个方面。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应当理解这些陈述将就此被阅读，而不是承认现有技术。

各种医疗诊断、实验室、安全检查和工业质量控制成像系统以及某些其它类型的系统(例如，基于辐射的治疗系统)在操作期间利用X射线管作为辐射源。典型地，X射线管包括阴极和阳极。阴极内的电子束发射器朝着包括由电子撞击的靶的阳极发射电子流。

通过电子束沉积到靶中的大部分能量在靶内产生热，另一部分能量导致产生X射线辐射。实际上，来自电子束X射线靶相互作用的能量的仅仅约1％负责X射线生成，其余的99％导致靶的加热。所以，X射线通量高度依赖于在给定时间段内由电子束沉积到源靶中的能量的量。然而，如果不减轻，在操作期间产生的相对大量的热可能会损坏X射线源(例如，熔化靶)。因此，常规的X射线源典型地通过旋转或主动冷却靶来冷却。然而，当旋转是避免过热的手段时，沉积的热量与相关的X射线通量一起受到旋转速度(RPM)，靶储热能力，辐射和传导冷却能力，以及支撑轴承的热极限限制。具有旋转靶的管也往往比固定靶管更大和更重。当靶被主动冷却时，这样的冷却通常相对远离电子束撞击区域发生，这又显著地限制了可以施加到靶的电子束功率。在这两种情况下，冷却方法的受限的除热能力显著降低了由X射线管生成的X射线的总通量。

发明内容

在范围上与原始权利要求的主题相当的某些实施例总结如下。这些实施例不旨在限制权利要求的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供可能的实施例的简要概述。实际上，本发明可以涵盖可以与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。

在一个实现方式中，提供了一种X射线源。在这样的实现方式中，所述X射线源包括：配置成发射电子束的发射器和配置成当由电子束撞击时生成X射线的靶。所述靶包括：包括X射线生成材料的至少一个X射线生成层，其中每个X射线生成层内的X射线生成材料的密度在相应的X射线生成层内变化；以及与每个X射线生成层热连通的至少一个热传导层。

在另一实现方式中，提供了一种X射线源。在这样的实现方式中，所述X射线源包括配置成当由电子束撞击时生成X射线的靶。所述靶包括：包括X射线生成材料的一个或多个X射线生成层，其中每个X射线生成层内的X射线生成材料具有在至少一个方向上减小的密度分布；以及与每个X射线生成层热连通的至少一个热传导层。

在附加实现方式中，提供了一种用于制造X射线源靶的方法。根据该方法，将X射线生成材料沉积在下面的表面上以形成X射线生成层。所述X射线生成材料处于不同压力或温度之一或两者，从而在所述X射线生成层内的不同深度处具有不同密度。将热传导层沉积在所述X射线生成层表面上以形成热传导层。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好地理解，其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1是根据本公开的方面的X射线成像系统的框图；

图2描绘了根据本公开的方面的多层X射线源和检测器布置的一般化视图；

图3描绘了根据本公开的方面的层状X射线源的剖视透视图；

图4描绘了根据本公开的方面的在粗糙化金刚石层(diamond layer)上制造钨层的一般化工艺流程；