[发明专利]一种面发射透射式阵列结构的空间相干X射线源

权利要求书

1.一种面发射透射式阵列结构的空间相干X射线源，其特征在于，包括阴极、电子束汇聚装置和透射式阳极靶，所述阴极包括平面发射型电子发射体，其中，

所述平面发射型电子发射体、所述电子束汇聚装置和所述透射式阳极靶依次设置于同一光路上并具有共同的光轴；

所述平面发射型电子发射体具有垂直于所述光轴的用于发射第一电子束的发射平面；

所述电子束汇聚装置用于接收并汇聚由所述发射平面发射的所述第一电子束得到第二电子束，并将所述第二电子束发射到所述透射式阳极靶上，对所述透射式阳极靶进行轰击；

所述透射式阳极靶与所述阴极对应设置，用于在所述第二电子束的轰击下产生X射线，以及让X射线穿过所述透射式阳极靶发射出去。

2.根据权利要求1所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述阴极还包括调制部件，其中，

所述调制部件设置于所述平面发射型电子发射体的外侧，并具有用于放置所述平面发射型电子发射体的凹槽结构；

所述调制部件用于调制所述发射平面上的电场，以使所述第一电子束按照预设方向于所述发射平面均匀射出。

3.根据权利要求1所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述平面发射型电子发射体包括灯丝，

所述灯丝呈薄膜片状的涡旋形或呈薄膜片状的蛇形，用于在通电后产生热电子；其中，

所述透射式阳极靶和所述阴极形成高压电场，所述高压电场用于给所述热电子提供动能；所述发射平面的装配方式使得所述热电子从所述发射平面均匀射出。

4.根据权利要求1所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述平面发射型电子发射体包括碳纳米管阵列式的平面冷阴极型电子发射体，或者场致发射型的平面冷阴极型电子发射体。

5.根据权利要求1所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述电子束汇聚装置包括非成像电子光学聚焦装置；

所述非成像电子光学聚焦装置用于通过自发生成的电场汇聚所述平面发射型电子发射体发射的所述第一电子束；

所述透射式阳极靶设置于所述非成像电子光学聚焦装置的焦平面上。

6.根据权利要求5所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述透射式阳极靶包括用于散热的散热电极、用于确定X射线的焦斑结构和束斑尺寸的微结构靶以及用于承载所述微结构靶的基底；其中，所述微结构靶呈点阵列薄膜状、线条阵列薄膜状或同心圆环带薄膜状。

7.根据权利要求6所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述微结构靶具有由磁控溅射镀膜工艺制作而成的薄膜层，所述薄膜层具有由剥离工艺结合飞秒激光冷加工工艺、紫外光光刻工艺、电子束刻蚀工艺、离子束刻蚀工艺或半导体刻蚀工艺中的至少一种制作而成的用于确定X射线的焦斑结构及束斑尺寸的微结构。

8.根据权利要求6所述的空间相干X射线源，其特征在于，

所述散热电极呈圆环状，具有安装孔；

所述基底设置在所述散热电极的所述安装孔处，并且所述基底呈圆盘状或四方盘状；其中，所述基底的材料包括金刚石、石墨或铍中的至少一种；

所述微结构靶设置在所述基底上，并且所述微结构靶上的微结构阵列的材料为钨、钼中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述电子束汇聚装置包括电子光学成像装置；

所述电子光学成像装置用于聚焦所述平面发射型电子发射体发射的所述第一电子束以使所述第一电子束经过聚焦点生成图像，所述图像的形状与所述平面发射型电子发射体的内部结构相同；

所述透射式阳极靶设置于所述电子光学成像装置的像面。

10.根据权利要求9所述的空间相干X射线源，其特征在于，所述平面发射型电子发射体具有用于确定所述图像的形状的二维点阵列微结构、同心圆环带微结构或一维线阵列微结构；

所述透射式阳极靶包括散热电极、基底和沉积在所述基底上的X射线发射部件；其中，所述X射线发射部件呈薄膜状或薄片状，并且，所述X射线发射部件的材料为钨、钼中的至少一种。