【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及x射线分析，具体涉及到一种组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统及焦斑大小调节方法。
技术介绍
1、单色聚焦x射线在xrf，xrd，xafs以及x射线成像等领域有独到优势，例如在xrf分析中单色聚焦x射线能够降低分析过程中的背景信号以提高分析精度。获取单色聚焦x射线可以通过弯晶或具有特殊曲面的多层膜透镜的单一元件实现，但是这两种光学元件的制造均涉及复杂的工艺，难度大且成本高，因此常常使用毛细管透镜、多层膜、菲涅尔波带片等光学元件组合匹配的方式获得单色聚焦x射线。
2、毛细管x射线透镜作为一种基于全反射原理的光学元件能够实现对硬x射线的聚焦或平行，与波带片、折射透镜等光学元件相比具有制备简单、应用灵活的优势.近年来研究人员基于多毛细管透镜和单毛细管透镜分别开发了不同的光学系统，通过多毛细管光学元件组合的方式能够突破单元件的性能限制从而获得更优的x射线调制效果。进一步的，通过对玻璃内壁镀膜能够进一步提升毛细管x射线元件的调制能力，例如镀金属膜可以在增大接受角的同时提高对高能x射线(energy>20kev)的传输效率,镀多层膜则可以实现对x射线的单色化。进一步的，在不同的单色聚焦x射线应用场景中焦斑大小往往受到x射线光源大小和器件参数的影响且不能自由调节，限制了其在相关领域的应用和拓展。
3、针对上述问题，本专利技术提供了一种方便快捷一种组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统及焦斑大小调节方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术的目的是提供一种组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统，包括x射线光源、射线束阻挡器、镀膜抛物面型单毛细管透镜、多层膜锥型单毛细管透镜和调节架；其中，所述x射线光源设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜的焦点处，所述射线束阻挡器设置于x射线光源与镀膜抛物面型单毛细管透镜之间，所述多层膜锥型单毛细管透镜设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜之后；所述射线束阻挡器和镀膜抛物面型单毛细管透镜、多层膜锥型单毛细管透镜的准直均用调节架进行调节；所述x射线光源、射线束阻挡器与镀膜抛物面型单毛细管透镜和多层膜锥型单毛细管透镜同轴，射线束阻挡器置于镀膜抛物面型单毛细管透镜所在抛物曲面的焦点与入口之间，从x射线光源出射的x射线经射线束阻挡器限束后经过所述镀膜抛物面型单毛细管透镜反射后得到平行的x射线环状光束，平行环状原级x射线经过所述多层膜锥型单毛细管透镜反射后获得单色x射线并聚焦到焦点处。
4、进一步地，所述x射线光源采用铜、钼靶x光源，光源焦斑形状为点状。
5、进一步地，所述射线束阻挡器的材质为高z材料。
6、进一步地，所述x射线光源到镀膜抛物面型单毛细管透镜入口端的距离f1为10mm-500mm，所述镀膜抛物面型单毛细管透镜入口端直径din和多层膜锥型单毛细管透镜的出口端直径dout相等，出口端直径dout与多层膜锥型单毛细管透镜的入口端直径din相等，后焦距f2大于多层膜锥型单毛细管透镜长度lc。
7、进一步地，所述镀膜抛物面型单毛细管透镜为硅酸盐玻璃或铅玻璃材质，内壁镀金属膜元素为高z元素，同时沿其长度方向上的截面外形曲线为抛物线。
8、进一步地，所述多层膜锥型单毛细管透镜为硅酸盐玻璃或铅玻璃材质。
9、进一步地，所述多层膜锥型单毛细管透镜入口端直径din大于其出口端直径dout，所述多层膜锥型单毛细管透镜锥度α为透镜内径曲线与其中轴线夹角，其大小按照如下公式计算：
10、
11、进一步地，所述多层膜锥型单毛细管透镜内壁镀膜材质为多层膜，多层膜材料为al2o3/hfo2，多层膜设计时其对目标x射线的高反射率角度等于多层膜锥型单毛细管透镜锥度α，所述多层膜锥型单毛细管透镜内壁镀膜方法采用原子层沉积法。
12、进一步地，所述方法具体步骤如下：
13、步骤一、将射线束阻挡器竖直放置在x射线光源和镀膜抛物面型单毛细管透镜之间，并使其圆心位于光路轴心上；
14、步骤二、开启x射线光源后沿光路轴心方向前后移动射线束阻挡器，焦点处的束斑大小即发生变化；
15、步骤三、当射线束阻挡器越靠近x射线光源，焦点处焦斑越小，焦斑直径可按照如下公式计算：
16、
17、其中，dspot是焦斑直径，dout_using是移动射线束阻挡器后，从x射线光源中照射到镀膜抛物面型单毛细管透镜内壁上光斑的投影外直径。
18、本专利技术具有以下优势：本专利技术提供的焦斑大小调节方法包括光路的几何结构、抛物面型单毛细管x光透镜与多层膜锥型单毛细管透镜的接受区域匹配；锥型单毛细管透镜锥度α与多层膜设计角度α匹配；移动射线束阻挡器从而获得不同大小焦斑等步骤。
19、本专利技术能够实现焦斑大小的快速调节，为科研人员的不同分析需求提供了一种可靠的手段，有助于推动相关领域的发展和进步。
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1.一种组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于，包括X射线光源(1)、射线束阻挡器(3)、镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)、多层膜锥型单毛细管透镜(5)和调节架(7)；其中，所述X射线光源(1)设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)的焦点处，所述射线束阻挡器(3)设置于X射线光源(1)与镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)之间，所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)之后；所述射线束阻挡器(3)和镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)、多层膜锥型单毛细管透镜(5)的准直均用调节架(7)进行调节；
2.如权利要求1所述的组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述X射线光源(1)采用铜、钼靶X光源，光源焦斑形状为点状。
3.如权利要求1所述的一种组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述射线束阻挡器(3)的材质为高Z材料。
4.如权利要求1所述的组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述X射线光源(1)到镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)入口端的距离f1为10mm-500mm，所述
5.如权利要求4所述的组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)为硅酸盐玻璃或铅玻璃材质，内壁镀金属膜元素为高Z元素，同时沿其长度方向上的截面外形曲线为抛物线。
6.如权利要求4所述的组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)为硅酸盐玻璃或铅玻璃材质，内壁镀多层膜使用原子层沉积技术。
7.如权利要求6的所述组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)入口端直径din大于其出口端直径dout，所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)锥度α为透镜内径曲线与其中轴线夹角，其大小按照如下公式计算：
8.如权利要求7所述的组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)内壁镀膜材质为多层膜，多层膜材料为Al2O3/HfO2，多层膜设计时其对目标X射线的高反射率角度等于多层膜锥型单毛细管透镜(5)锥度α，所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)内壁镀膜方法采用原子层沉积法。
9.一种组合镀膜毛细管X光单色聚焦透镜的焦斑大小调节方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于，包括x射线光源(1)、射线束阻挡器(3)、镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)、多层膜锥型单毛细管透镜(5)和调节架(7)；其中，所述x射线光源(1)设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)的焦点处，所述射线束阻挡器(3)设置于x射线光源(1)与镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)之间，所述多层膜锥型单毛细管透镜(5)设置于镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)之后；所述射线束阻挡器(3)和镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)、多层膜锥型单毛细管透镜(5)的准直均用调节架(7)进行调节；
2.如权利要求1所述的组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述x射线光源(1)采用铜、钼靶x光源，光源焦斑形状为点状。
3.如权利要求1所述的一种组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述射线束阻挡器(3)的材质为高z材料。
4.如权利要求1所述的组合镀膜毛细管x光单色聚焦透镜的分析系统，其特征在于：所述x射线光源(1)到镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)入口端的距离f1为10mm-500mm，所述镀膜抛物面型单毛细管透镜(4)入口端直径din和多层膜锥型单毛细管透镜(5)的出口端直径dout相等，出口端直径dout与多层膜锥型单毛细管透镜(5)的入口端...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁天语，孙天希，孙学鹏，李艳丽，邵尚坤，胡锦玥，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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