[实用新型]基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析系统

说明书

一种基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析系统，包括X射线光管、可见光激光器、X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台、X射线探测器及其信息采集分析模块，所述X射线光管或可见光激光器均和X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台的被测样品位于同一光轴上，所述X射线探测器贴近被测样品放置，所述X射线探测器与信息采集分析模块相连。本实用新型提供一种同时具备高微区分辨率和高灵敏度，并可进行现场分析的小型化微束X射线荧光分析系统。

技术领域

本实用新型涉及X射线探测和成像领域，尤其是一种基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析系统。

背景技术

X射线荧光(XRF，X-Ray Fluorescence)分析系统能在常压下对各种形态(固态/液态/粉末等)样品进行简单快速、高分辨率和无损的元素定量测量分析。近年来众多行业对XRF的微区分析能力和检测灵敏度提出了更高的要求(比如要求微区分辨率达到微米、甚至亚微米量级)，因此高分辨率、高灵敏度微束X射线荧光分析方法和系统(micro-XRF)成为当前的研究热点。

目前已有的X射线荧光光谱仪一般不配备X射线聚焦器件，微区分辨率通常为上百微米，迄今为止，未见微区分辨率小于10微米的便携式微束X射线荧光光谱仪的相关报道。已有人提出基于X射线毛细管器件的荧光光谱仪(专利号：201010180956.6)，因为使用了X射线毛细管器件进行聚焦，微区分辨率提高到几十微米，但是结构复杂、尺寸庞大，无法实现便携，且微区分辨率还不够高；另有人提出一种能量色散X射线荧光光谱仪(专利号：201010004423.2)，用X射线发生装置产生的一次X射线去照射二次靶材，提高了检测灵敏度，但是仪器结构和控制装置复杂，微区分辨率不高。发明人之前也提出了一种便携式微束X射线荧光光谱仪(专利号：201310356270.1)，用X射线组合折射透镜获得探测微束，虽然微区分辨率大幅度提高，但计数率低，影响了探测灵敏度。

发明内容

为了克服已有X射线荧光光谱仪的结构复杂、尺寸庞大、无法同时实现便携、高微区分辨率和高灵敏度的不足，本实用新型提供一种同时具备高微区分辨率和高灵敏度，并可进行现场分析的小型化微束X射线荧光分析系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析系统，包括X射线光管、可见光激光器、X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台、X射线探测器及其信息采集分析模块，所述X射线光管或可见光激光器均和X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台的被测样品位于同一光轴上，所述X射线探测器贴近被测样品放置，所述X射线探测器与信息采集分析模块相连；

所述X射线阵列组合折射透镜集成组件包括用于进行X射线光束第一次整形和滤波的X射线光阑、用于进行X射线光束第二次整形为类平行光的X射线折光器和用于对入射的多个X射线子光束分别进行聚焦的X射线阵列组合透镜，所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜依次位于微束X射线荧光分析系统的光轴上，所述X射线阵列组合折射透镜的阵列结构布局，保证每一个子光束所形成的聚焦焦斑在同一位置并位于光轴上。

进一步，所述系统还包括水平导轨和垂直导轨，所述垂直导轨、X射线阵列组合折射透镜集成组件和样品台依次可水平移动地置于水平导轨上，所述X射线光管和可见光激光器置于垂直导轨上，所述垂直导轨和水平导轨的机械轴相互垂直。

再进一步，所述水平导轨的机械轴与微束X射线荧光分析系统的光轴重合。

所述X射线阵列组合折射透镜包含(M+1)个X射线组合折射透镜，所述M为正整数且为偶数。所述X射线阵列组合折射透镜沿其光轴呈轴对称分布，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中零级X射线组合折射透镜的光轴重合，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负一级X射线组合折射透镜的光轴夹角为θ，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负二级X射线组合折射透镜的光轴夹角为2θ，依此类推；