[发明专利]一种基于实验室X光源的组合毛细管X光会聚系统

说明书

本发明提供一种基于实验室X光源的组合毛细管X光会聚系统，包括X射线光源、毛细管X光微会聚透镜、锥形单毛细管X管透镜和调节架。X射线光源位于毛细管X光微会聚透镜的前焦点处，锥形单毛细管X光透镜出口端位于毛细管X光微会聚透镜后焦点处。X射线光源焦斑中心，毛细管X光微会聚透镜中轴线和锥形单毛细管X光透镜中轴线，三者处于同一直线。两个透镜准直采用与其相连接的调节架调节。本发明通过组合透镜的方式，把通常只能用于同步辐射X射线光源的锥形单毛细管X光透镜应用于常规实验X射线光源，通过组合透镜能够在实验室获得微米级乃至亚微米级微焦斑，为在实验室开展微区X射线光谱分析提供了硬件基础。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及会聚X射线的光学器件。

背景技术

原位微区X射线光谱分析是X射线光谱分析领域的一个重要分支。其广泛应用于环境、考古、地学、生物医学、刑侦、材料以及工业控制等研究领域。原位微区X射线光谱分析技术的关键在于如何获得高强度的X光微焦斑。在各种X射线会聚器件中，毛细管X光透镜以其制作简单，价格低，物理强度高，广泛用于实验室X光管和同步辐射光源的X光聚焦。毛细管X光透镜主要分为两类：单毛细管X光透镜和多毛细管X光透镜。其中多毛细管X光透镜能够会聚发散的实验室X光或准平的同步辐射X光至几十微米，并获得10³量级的光强增益。单毛细管X光透镜能够获得更小的会聚焦斑，能够达到微米乃至几十纳米。但是单毛细管X光透镜一般用于同步辐射光源，同步辐射光源为大型科学装置，难以大规模推广。因此，如何把单毛细管X光透镜用于普通实验室X光源，对于原位微区X射线光谱分析技术的推广具有重要意义。

为了解决以上问题，本发明提出一种基于实验室X光源的组合毛细管X光会聚系统用于获得用于微区X射线光谱分析的微焦斑。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种组合式会聚X 射线光学系统，能够用于实现毛细管X光透镜会聚常规实验室X光源获得微焦斑。

本发明采用如下技术方案：

一种基于实验室X光源的组合毛细管X光会聚系统，包括：

X光源，用于产生X射线；

毛细管X光微会聚透镜：用于接收X光源发出发散X射线，将接收到的发散X光束转化成发散度很小的会聚光束；

锥形单毛细管X光透镜，用于接收毛细管X光微会聚透镜发出的微会聚光束，并把此光束进一步压缩得到用于原位微区X射线光谱分析的微焦斑；

调节架，两个调节架分别安装在毛细管X光微会聚透镜下侧或锥形单毛细管X光透镜下侧，用于组合毛细管X光会聚系统的光路准直调节；

本发明进一步的技术方案是，X光源为铁，铜或钼靶X光源，光源焦斑形状为点状。

本发明进一步的技术方案是，所述X光源位于毛细管X光微会聚透镜前焦点处，锥形单毛细管X光透镜位于毛细管X光微会聚透镜之后，且X光源焦斑中心、毛细管X光微会聚透镜中轴线和锥形单毛细管X光透镜中轴线三者位于同一直线。

本发明进一步的技术方案是，毛细管X光微会聚透镜为硅酸盐玻璃或铅玻璃材质。

优选的是，毛细管X光微会聚透镜由30-100万根单通道玻璃毛细管组成。

优选的是，毛细管X光会聚透镜入口端直径D_in和出口端直径D_out范围8-30mm，长度范围L为40-100cm。

本发明进一步的技术方案是，锥形单毛细管X光透镜入口端直径d_in大于出口端直径d_out。