[发明专利]一种X射线探测镜片及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种X射线探测镜片及其制备方法和应用，所述X射线探测镜片包括呈圆形的镜头本体，所述镜头本体周围设有多个相互连接的矩形通道；每个所述矩形通道的长边与短边的比值为3：1以上。本发明用微米级通道代替了毫米级通道，用微米级超薄反射面代替了毫米级反射面，镜片体积大大减小，也就减小了整体重量。

技术领域

本发明涉及一种X射线探测镜片及其制备方法和应用，属于X射线探测技术领域。

背景技术

随着深空探测、脉冲星导航与天文观测技术的快速发展，研制高效率、集成度高的X射线探测镜片成为航天器自主导航和天文观测领域研究的重要内容。众所周知，几乎所有的材料都对X射线有强烈吸收，但随着X射线波长的变短，折射率越来越接近于1，掠入射的X射线可以在材料表面发生全反射。因此，采用掠入射的方式进行反射聚焦是X射线探测的一种重要手段。

现有掠入射式X射线聚焦镜头主要有两种：(1)Wolter型探测镜头。Wolter型探测镜头是由一个旋转抛物面和旋转双曲面所组成，X射线经过两次反射，聚焦在同一点，对X光子有较高的聚焦效率。现阶段许多大型高能X射线探测器大都采用这种结构设计。Wolter系统型式多采用传统的玻璃研磨或电镀镍等工艺路线，为了获得较大的集光面积，一般采用大口径以及多层嵌套的设计，光轴方向的长度达到1.5m以上，存在体积过大、重量大的问题，限制了其搭载应用的范围。(2)龙虾眼型探测镜头。龙虾眼型探测镜头是由百万至千万个微米级的正方形通道排列而成的正方形阵列，制备是采用了玻璃纤维制备微通道板的方法，以微米级超薄反射镜替代传统玻璃反射镜，可以满足轻小型化需求。但龙虾眼型探测镜头成像为十字像，由于十字臂分散了部分能量，探测效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明目的在于提供一种X射线探测镜片及其制备方法和应用，既能达到高的探测效率又能满足轻质、小型化的需求，同时便于制备。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种X射线探测镜片，所述X射线探测镜片包括呈圆形的镜头本体，所述镜头本体周围设有多个相互连接的矩形通道；每个所述矩形通道的长边与短边的比值为3：1以上。

优选地，前述的X射线探测镜片，其中同一圆环上的多个所述矩形通道的大小相同。

优选地，前述的X射线探测镜片，其中多个所述矩形通道包括依次连接的多个所述第一矩形通道至多个所述第M矩形通道，M为大于1的整数。

优选地，前述的X射线探测镜片，其中多个所述第一矩形通道至多个所述第M矩形通道分别位于直径不同的圆环上，M为大于1的整数。

优选地，前述的X射线探测镜片，其中多个所述矩形通道呈多层围绕的圆周排列，每个所述矩形通道为微米级通道。

优选地，前述的X射线探测镜片，其中所述X射线探测镜片的各参数存在如下关系：

矩形通道的长边材料的密度ρ、X射线的能量E、掠入射临界角θ_c之间的关系为：焦距F、X射线的能量E或波长λ、X射线探测镜头的矩形通道的短边边长d之间的关系为：焦距F与镜片的曲率半径R之间的关系为：R＝2F；焦距F、掠入射临界角θ_c、镜片外径D之间的关系为：D＝4F×tanθ_c，镜片厚度t、X射线波长λ、焦距F、掠入射临界角θ_c之间的关系为：

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种X射线探测镜片的制备方法，具体包括以下步骤：

1)玻璃片准备：以铅硅酸盐玻璃为长边通道壁材料及短边通道壁材料，以硼硅酸盐玻璃作为通道区材料；分别将长边通道壁材料、短边通道壁材料及通道区材料切为薄片并抛光；