[发明专利]一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件及其制备方法

说明书

本申请涉及一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件及其制备方法，通过采用实心玻璃构件作为X光传输的媒介，并将金属薄膜镀在实心玻璃椭球单毛细管表面，使发散的X光线在光学器件器件内发生全反射，得到汇聚的X光线，同时利用玻璃材料可以对低能X射线进行的滤波的特性，以及对实心玻璃构件外侧进行抛光处理，提高了X射线的传输效率，减少光强损失，实现会聚得到能量较集中的高能量、高亮度、高相干和高线偏振特性的X光线。

技术领域

本申请涉及光学器件技术领域，特别是涉及一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件及其制备方法。

背景技术

随着玻璃毛细管的发展，人们成功利用玻璃毛细管实现了对X射线进行会聚。现有的玻璃毛细管为中空型，玻璃管的内表面作为反射面，实现X射线在玻璃毛细管内的外全反射，从而实现对X射线的会聚。

但是，由公式可知，在反射材料密度一定的情况下，X射线的能量E越高，全反射临界掠射角越小，玻璃毛细管的传输效率越低，聚焦效果越差，因此，对于中空的玻璃毛细管，只能对能量范围为0.2～40keV的X射线进行有效会聚，普通实验室X光机采用电子轫致辐射的方式产生X射线，其能谱是分布范围较大的连续谱并且不具备线偏振特性，发出的X射线束大都是发散形，传统的中空型玻璃毛细管并不能对这些发散的宽能段X射线进行很好的聚焦，存在能量不足、亮度不够、相干性不强且线偏振性不足等问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件及其制备方法。

一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，包括：玻璃实心构件和金属膜；

所述玻璃实心构件为玻璃制成的实心椭球单毛细管，用于传输和汇聚光线，所述玻璃实心构件为轴对称结构，外表面经抛光处理，沿轴方向的外形母线满足椭球方程，在长轴方向截去两端形成两个圆形端面；

所述玻璃实心构件长轴两侧的圆形端面分别为光入口端和光出口端，所述光入口端用于接收光线，所述光出口端用于输出光线；

所述金属膜均匀附着在玻璃实心构件外侧，所述玻璃实心构件外侧包含除光入口端和光出口端以外的全部区域；

所述玻璃实心构件与金属膜的接触面构成全反射面，所述全反射面用于光线从所述光入口端输入后，在所述玻璃实心构件与金属膜的接触面上发生全反射，汇聚在所述光出口端。

在其中一个实施例中，玻璃实心构件的材质为轻质玻璃，包含锂、铍、硼中的一种或多种元素。

在其中一个实施例中，金属膜包含钨、金、铂中的一种或多种元素。

在其中一个实施例中，当所述玻璃实心构件的长半轴为200mm时，短半轴的取值区间是0.07-0.2mm，当所述玻璃实心构件的长半轴为1000mm时，短半轴的取值区间是0.33-1.0mm。

在其中一个实施例中，玻璃实心构件的密度为2.2-2.5g/cm³。

一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

选取没有气泡、条纹和结石的实心玻璃管作为玻璃母管；

加热所述玻璃母管，制成直径为1-5mm的玻璃单管；

拉制所述玻璃单管，制成实心椭球单毛细管，所述实心椭球单毛细管为轴对称结构，沿轴方向的外形母线满足椭球方程；

对所述椭球单毛细管表面进行抛光处理；

在所述椭球单毛细管表面镀上厚度为0.1-0.5mm的金属薄膜；

在所述椭球单毛细管的长轴方向截去两端形成两个圆形端面，所述两个圆形端面分别为光入口端和光出口端；

对所述光入口端和光出口端做抛光处理。