专利名称:荧光x射线分析设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光X射线分析设备，其具有安装在其上的通过使用X射线偏振光来 用于降低所获得的谱的背景成分的装置。
背景技术：
在荧光X射线分析中，重要的是检测在样本内生成的荧光X射线，然而，即使检测 在X射线管内生成的X射线，该检测到的X射线也仅变成背景成分，背景成分在分析中是不 需要的。因此，为增加需要的荧光X射线分量与不需要的X射线的强度比(信噪比)使用 了一些方法。在这些方法中，存在使用X射线偏振光的方法。根据使用了常规的偏振光的 荧光X射线分析设备，X射线管、次级目标、样本和检测器布置为构成偏振光学系统，这称为 笛卡尔布置。基于此布置可以防止在X射线管内生成的X射线到达检测器。
特别地，在X射线通过X射线管、次级目标、样本和检测器的光路中产生了如下的 物理现象。此现象将参考图2沿X射线光路描述。在图2中，图示了 X、Y和Z方向；部件的 布置；和从X射线管发出的偏振分量，如将在下文中描述。
(1)当电子射线照射到管的管目标内时生成了从X射线管1发出的X射线，且X射 线包括在两个方向，即X方向和Y方向的偏振分量。
(2)在次级目标内发生两类现象，即一类现象是使得从X射线管1发出的X射线 散射，且一类现象是使得从次级目标2内的元素发出荧光X射线，该次级目标2的元素被从 X射线管1发出的X射线激发。在笛卡尔布置中，样本3布置在散射角变成90度的方向上， 使得在样本3的方向内散射的X射线内不包括在X方向的偏振分量。此现象的生成是因为 次级目标对X射线的折射率略微小于空气的折射率。另外，从次级目标内的元素发出的荧 光X射线包括在两个方向内的偏振分量，即在Y方向和在Z方向的偏振分量。
(3)在样本中发生两类现象，即一类现象是使得散射的X射线和从次级目标2发 出的荧光X射线被散射，且一类现象是使得从样本3内的元素发出荧光X射线，该样本3内 的元素被散射的X射线和从次级目标2发出的荧光X射线激发。在笛卡尔布置中，检测器4 布置在使得散射角变成90度且使得从样本3到检测器4的方向变成与从X射线管1到次 级目标2的方向成90度的方向上，使得在检测器4的方向上散射的X射线内不包括在Y方 向的偏振分量。此现象的生成是因为样本3对X射线的折射率略微小于空气的折射率。另 外，从样本3的元素内发出的荧光X射线包括在两个方向上的偏振分量，即在Z方向和在X 方向的偏振分量。
(4)到达检测器4的X射线仅具有在次级目标内生成的荧光X射线的在Z方向的 偏振分量和在样本内生成的荧光X射线的在Z方向和X方向内的偏振分量。在从X射线管 1发出的X射线中，在X方向和Y方向的两个分量不能到达检测器4，其原因是在次级目标 2和样本3内的两次散射。
基于以上所述的物理现象，仅在次级目标和样本3内生成的荧光X射线到达检测 器4，且可以获得具有非常小的背景的测量结果(例如参考专利文献1)。[0009][专利文献]US3944822A1 (权利要求
3)。
根据常规的设备，样本内的元素被散射的X射线和从次级目标发出的荧光X射线 所激发。另外，需要选择次级目标的材料，使得在次级目标内生成的荧光X射线的能量略微 大于样本元素的激发能量，以通过荧光X射线增加激发效率。相反，在次级目标内生成的荧 光X射线的能量与样本元素的激发能量分开等情况中，样本元素的激发效率显著地恶化。 为避免这样的情况，对应于样本元素准备许多类次级目标，必需使用的次级目标被更换。
另外，散射X射线和从次级目标发出的荧光X射线在许多方向上扩散。需要使将 扩散的X射线的大部分照射到样本上，且这涉及到如果使用准直器以测量样本表面的微小 部分则使得X射线照射量显著地降低的问题。在通过使用用于X射线的透镜来代替准直器 而将X射线聚焦在样本表面的微小部分上的情况中，存在使得不满足偏振光学系统的条件 的问题。
发明内容
本发明已考虑了前述问题，且其目的是使得容易地测量样本表面的微小部分而不 需要准备许多类型的次级目标。
为解决以上所述的问题，根据本发明的荧光X射线分析设备可以使用偏振光学系 统，其中次级目标的次序与样本的次序相反。在此情况中，不适合命名为次级目标，故将其 命名为偏振滤光器。不准备许多类型的偏振滤光器而是准备一类或数类偏振滤光器。换言 之，根据本发明的荧光X射线分析设备可以包括用于生成X射线的X射线管；用于支承接收 X射线的样本的样本支承部分；用于接收将从接收了 X射线的样本生成的X射线的偏振滤 光器；和用于检测来自偏振滤光器的X射线的检测器。然后X射线管、样本支承部分、偏振 滤光器和检测器布置为使三个光路，即，从X射线管到样本的光路、从样本到偏振滤光器的 光路和从偏振滤光器到检测器的光路相互以90度相交。
另外，使用弯曲形的偏振滤光器作为以上所述的偏振滤光器，优选的是，偏振滤光 器布置为使得从样本扩散的X射线的大部分对于从样本扩散的X射线的大部分是有效的。
另外，优选的是，作为偏振滤光器的形状，表面是弯曲的，以沿一个圆的圆周，样本 与检测器或检测器准直器布置为在圆周上分开180度，且X射线管布置为使得从X射线管 向样本的X射线的方向垂直于由圆形成的表面。
另外，优选的是，作为偏振滤光器的弯曲的以沿圆周的形状，使用附着到圆柱表面 的形状的部分。
另外，优选的是，X射线管的X射线生成源与检测器或检测器准直器布置为在球上 分开180度；多个弯曲以沿多个直径小于球直径的圆的圆周的偏振滤光器布置在通过检测 器的位置或检测器准直器的位置的球上，以及对于多个圆，样本布置在圆周上与检测器或 检测器准直器分开180度。
进一步地，优选的是，布置在以上所述的多个圆的圆周上的样本、X射线生成源、以 及检测器或检测器准直器均位于一个其他圆的圆周上。
进一步地，优选的是，作为偏振滤光器，多个平面形的偏振滤光器布置为使得它 们的表面沿一个圆的圆周定位，且样本与检测器或检测器准直器布置为在圆周上分开180 度，以此偏振光学系统布置为使它对于从样本扩散的X射线的许多是有效的。在此情况中，优选的是，X射线管布置为使得从X射线管向样本的X射线的方向垂直于由圆形成的表面。
另外，优选的是，关于如何对齐多个平面形的布置为沿圆周的偏振滤光器，优选的 是，多个平面形的偏振滤光器布置为接触圆柱表面。
另外，优选的是，X射线管的X射线生成源与检测器或检测器准直器布置为在球上 分开180度；多个平面形的以沿直径小于球直径的多个圆的圆周的偏振滤光器布置在通过 检测器的位置或检测器准直器的位置的球上，以及对于多个圆，样本布置在圆周上与检测 器或检测器准直器分开180度。
另外，优选的是，布置在以上所述的多个圆的圆周上的样本、X射线生成源、以及检 测器或检测器准直器均位于一个其他圆的圆周上。
另外，优选的是，安装用于在样本内生成的荧光X射线被偏振滤光器康普顿散射 之后测量分量的测量装置。
另外，优选的是，偏振滤光器由其主要成分的原子序数是14或更低的材料制成。
另外，优选的是，偏振滤光器由其主要成分的原子序数是8或更低的材料制成。
另外，优选的是，使来自X射线管的X射线聚焦的用于X射线的透镜布置在X射线 管和样本之间，以实现对样本表面的微小部分的测量。
另外，优选的是，提供了用于布置X射线管、样本、偏振滤光器和检测器，使三个光 路，即，从X射线管到样本的X射线光路、从样本到偏振滤光器的X射线光路和从偏振滤光 器到检测器的X射线光路相互以90度相交的荧光X射线分析方法。
另外，优选的是，在样本内生成的荧光X射线被偏振滤光器康普顿散射后分量被测量。
本发明具有如下效果。
对于布置在样本的后级的偏振滤光器不必响应于每个样本选择次级目标所要求 的类型，所以不需要交换偏振滤光器。在偏振滤光器交换的情况中，仅需要数个类型的偏振 滤光器，且交换可以通过简单的交换机构来实现。另外，即使当样本的次序与次级目标的次 序交换，也对来自X射线管的X射线偏振分量给出了相同的影响，且防止来自X射线管的X 射线到达检测器和降低背景分量的效果与常规例子中相同。
然后，通过使偏振滤光器的形状不在平面内而是在弯曲的表面内，可以提高偏振 光学系统效果。从样本散射和扩散的X射线到达偏振滤光器且在此散射的X射线的部分达 到检测器，然而待检测的所有X射线在偏振滤光器处不满足90度散射角的要求。通过使得 偏振滤光器的形状在弯曲的表面内，使得从90度的移动宽度更小且可以提高防止来自X射 线管的X射线到达检测器的效果。
进一步地，通过沿一个圆的圆周弯曲偏振滤光器的表面且将样本、检测器或检测 器准直器布置为在圆周上以180度相互分开，可以进一步提高测量效率。在此布置中，在从 X射线管扩散和在样本上散射的X射线中，即使当X射线接下来在任何叠加在偏振滤光器的 圆周上的部分上散射时，向检测器的散射角也总是90度。通过使偏振滤光器为弯曲的形状 以沿一个圆的圆周，使用来自样本的在宽范围内扩散的X射线可以提高测量效率。在此情 况中，通过将X射线管布置为使得来自样本的在宽范围内扩散的X射线的方向垂直于由圆 形成的表面，使得当从X射线管发出的X射线在样本上散射以指向滤光器时散射角总是90 度，且因此可以满足笛卡尔布置条件，且因此可以防止来自X射线管的X射线到达检测器。[0033]进一步地，通过使偏振滤光器的表面为弯曲的形状以接附到圆柱表面，使对于被 在垂直于由圆形成的页面方向上移动的部分上的偏振滤光器散射的X射线从90度散射角 的移动宽度，可以防止来自X射线管的X射线到达检测器。
另外，将X射线管的X射线生成源、检测器或检测器准直器布置为在球上以180度 相互分开，多个被弯曲以沿多个直径小于球直径的圆的圆周的偏振滤光器布置在通过检测 器位置或检测器准直器位置的球上，且对于这些圆，样本布置在圆周上与检测器或检测器 准直器以180度分开，测量效率可以进一步提高。此布置意味着为一组X射线管和检测器 布置多个被弯曲以沿以上所述的一个圆的圆周的偏振滤光器和响应于每个偏振滤光器的 多个样本。作为结果，激发在一个X射线管的多个位置上的样本组同时满足笛卡尔布置条 件，可以将检测效率增加多倍。
进一步地，通过将布置在以上所述的多个圆的圆周上的样本、X射线生成源和检测 器或检测器准直器对齐以在其他圆的圆周上对齐，多个圆可以布置为不相互相交。因此，可 以简化设备的构造。
另外，通过将多个平面形的偏振滤光器布置为沿一个圆的圆周且将样本和检测器 或检测器准直器布置为在圆周上以180度分开，可以提高测量效率。在此布置中，在从X射 线管发出和在样本上散射的X射线内，即使当X射线接下来在偏振滤光器的任何部分上散 射时，向检测器的散射角也总是大约90度。通过将多个平面形的偏振滤光器对齐为沿圆 周，使用来自样本的在宽范围内扩散的X射线，可以提高测量效率。在此情况中，通过将X 射线管布置为使从X射线管向样本的X射线的方向垂直于由圆形成的表面，使得当从X射 线管发出的X射线在样本上散射以指向偏振滤光器时的散射角总是90度，可以满足笛卡尔 布置条件，使得可以防止来自X射线管的X射线到达检测器。
进一步地，通过将多个偏振滤光器布置为接触圆柱表面，使对于被在垂直于由圆 形成的表面方向上移动的部分上的偏振滤光器散射的X射线从90度散射角的移动宽度，且 因此可以防止来自X射线管的X射线到达检测器。
另外，将X射线管的X射线生成源、检测器或检测器准直器布置为在球上以180度 相互分离，多个对齐为沿多个直径小于球直径的圆的圆周的平面形的偏振滤光器布置在通 过检测器的位置或检测器准直器的位置的球上，且对于这些圆，样本布置在圆周上与检测 器或检测器准直器以180度分开，可以进一步提高测量效率。此布置意味着，为一组X射线 管和检测器布置对齐为沿以上所述的一个圆的圆周的多个平面形的偏振滤光器的多个组 和响应于相应组的偏振滤光器的多个样本。作为结果，激发在一个X射线管的多个位置上 的样本组同时满足笛卡尔布置条件，测量效率可以增加多倍。
进一步地，通过将布置在以上所述的多个圆的圆周上的样本、X射线生成源和检测 器或检测器准直器布置为在其他圆的圆周上对齐，多个圆可以布置为不相互相交。因此可 以简化设备的构造。
另外，安装用于在X射线被偏振滤光器康普顿散射后测量荧光X射线的测量装置 可以提高测量效率。当荧光X射线被偏振滤光器散射时，发生X射线散射同时保持能量的 瑞利散射和X射线散射为带有小能量损失的康普顿散射，且在此情况中，取决于滤光器的 材料观察到使得康普顿散射的强度比瑞利散射的强度大许多倍的现象，所以可以提高测量 效率。[0041]进一步地，偏振滤光器由其主要成分的原子序数是14或更低的材料，例如铝和石 英(SiO2)等制成，康普顿散射的强度可以提高。
进一步地，偏振滤光器由其主要成分的原子序数是8或更低的材料，例如塑料 (CxOyHz)等制成，康普顿散射的强度可以进一步提高。
另外，根据使用通常的偏振的荧光X射线分析设备，通过交换样本与次级目标的 次序，可以容易地响应于微小部分的分析。此处，用于X射线的透镜布置在X射线管和样本 之间且在光路内的X射线具有两个方向内的偏振条件。因此，不需要保全偏振条件，使得用 于X射线的透镜可以无问题地使用，且这使得可以有效地分析微小部分。
另外，通过将X射线管、样本、偏振滤光器和检测器布置为使三个光路，即，从X射 线管向样本的X射线光路、从样本向偏振滤光器的X射线光路和从偏振滤光器向检测器的X 射线光路相互以90度相交，可以实现这样的分析方法，即要求准备仅数类偏振滤光器同时 保持偏振光学系统的效果，以不防止从X射线管发出的X射线到达检测器。
进一步地，通过在X射线被以上所述的偏振滤光器康普顿散射后测量分量，可以 实现提高测量效果的分析方法。
图1是示出了根据本发明的荧光X射线分析设备的第四实施例的视图；
图2是示出了常规荧光X射线分析设备的笛卡尔布置的视图；
图3是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第一实施例的视图；
图4是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第二实施例的视图；
图5是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第一实施例的对比例的视 图；
图6是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第三实施例的视图；
图7是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第五实施例的视图；
图8是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第六实施例的视图；
图9以平面方式图示了在图8中示出的根据本发明的荧光X射线分析设备的第六 实施例；
图10是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第七实施例的视图；
图11是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第八实施例的视图；
图12是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第九实施例的视图；
图13是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第十实施例的视图；
图14是用于解释根据根据本发明的荧光X射线分析设备的第十实施例的测量谱 的视图；
图15是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第十一实施例的视图；和
图16是用于示出用于在常规荧光X射线分析设备内分析微小部分的布置的视图。
具体实施方式
本发明可以包括用于生成X射线的X射线管；用于支承接收X射线的样本的样本 支承部分；用于接收将从接收了 X射线的样本生成的X射线的偏振滤光器；和用于检测来自偏振滤光器的X射线的检测器；其中X射线管、样本支承部分、偏振滤光器和检测器布置 为使三个光路，即，从X射线管到样本的光路、从样本到偏振滤光器的光路和从偏振滤光器 到检测器的光路相互以90度相交。参考附图，以下将描述根据本发明的实施例。然而，如 下实施例不限制本发明。
[第一实施例]
图3是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第一实施例的视图，且图3 示出了 X射线管1、由样本支承部分(未图示)支承的样本3、偏振滤光器5和检测器4之 间的位置关系。如与使用图2中示出的常规偏振的设备的构成相比，样本3的次序和次级 目标的次序不同，然而，对于从X射线管1发出的X射线的偏振分量的效果和防止来自X射 线管的X射线到达检测器4且降低背景分量的效果与常规例子中相同。
[第二实施例]
图4是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第二实施例的视图，其使用 了弯曲形的偏振滤光器6。另外，作为对比，在图5中示出了使用平面形的偏振滤光器19的 布置。在与从X射线管向样本的轴线方向相同的方向(Z方向)上观察部件布置的情况中， 图4和图5都是截面视图。在这些附图中，使用了与作为第一实施例的解释性视图的图3 相同的坐标。另外，图中清晰地示出了 X射线照射部分7和检测器传感器9，清晰地示出了 偏振滤光器上的散射角。根据使用了在图5中示出的平面形的偏振滤光器19的例子，注意 从X射线照射部分7发出的被偏振滤光器散射且到达检测器传感器9的X射线的散射角， 已发现到达检测器的X射线的仅部分满足散射角90度的条件。根据在图4中示出的本发 明的第二个例子，发现在偏振滤光器的边缘上散射的X射线的散射角8与图5中示出的散 射角11相比接近90度。此散射角越接近90度，则越可有效地防止来自X射线管的X射线 达到检测器。
[第三实施例]
图6是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第三实施例的视图，且示出 了这样的方式，即偏振滤光器的表面弯曲以沿圆周16且使得在样本上的X射线照射部分7 和检测器准直器12布置为在圆周16上以180度分开。在图6中，检测器准直器12的作用 是限制到达检测器的X射线的角度，该作用通过作为第二实施例的解释视图的图4中的检 测器传感器9实现。图6示出了这样的方式，即在图4中示出的偏振滤光器的弯曲表面布 置为沿圆周16且使得在样本上的X射线照射部分7和检测器准直器12以以上所述的条件 布置在圆周16上。另外，在圆周16中心附近布置了屏蔽体30以防止从X射线照射部分发 出的X射线直接到达检测器传感器9。
在这样的布置中，即使当从X射线管发出的和由在样本上的X射线照射部分7散 射的X射线接下来在叠加在偏振滤光器的圆周16上的部分13的任何部分上散射时，也发 现向检测器准直器12的散射角总是90度。作为结果，如与图4中的情况相比，对于偏振滤 光器的总面积的增加量，从样本在宽的范围内发出的X射线可以使用，可以保持90度的散 射角，且可以实现高效率测量。在此情况中，通过将X射线管布置为使得从X射线管向样本 发出的X射线的方向变得垂直于图6的表面，可以满足笛卡尔布置条件，使得当从X射线管 发出的X射线被样本上的X射线照射部分7散射以指向偏振滤光器时的散射角总是90度。
[第四实施例][0071]图1是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第四实施例的视图，且示出 了这样的方式，即形成为附着圆柱表面的表面15制成为偏振滤光器。图1是立体视图，示 出了使得在Z方向的构造添加到图6所示的第三实施例的解释性视图的方式。也可以防止 由从图6的圆周16在Z方向(即垂直于纸面的方向)移动的部分上的偏振滤光器散射的 X射线很大地偏离笛卡尔布置条件，使得可以以高效率测量。在图1中，也图示了用于控制 光路以使得从X射线管发出的X射线仅照射样本的有限范围的准直器14。
[第五实施例]
图7是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第五实施例的视图，且示出 了这样的方式，即布置了 X射线管的X射线生成源10和检测器准直器12布置为在球20上 以180度相互分开，多个弯曲以沿多个直径小于球直径的圆的圆周16、17和18的偏振滤光 器布置在通过检测器准直器12的位置的球上，和对于这些圆，X射线照射部分7布置在圆 周上与检测器准直器12以180度相互分开。虽然图7不示出单独的偏振滤光器，但布置了 与图1，即第四实施例的解释图相同的形成为附着到圆柱表面且形成为附着球20的表面的 偏振滤光器。在此情况中，对于每个圆，X射线向X射线照射部分7的方向、从X射线照射 部分向偏振滤光器的X射线的方向，和从偏振滤光器向检测器准直器12的X射线的方向相 互以90度相交。因此，第五实施例可以满足笛卡尔布置条件。
[第六实施例]
图8是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第六实施例的视图，且示出 了这样的方式，即布置在图7，即第五实施例的解释性的视图中示出的多个圆的圆周16、17 和18上的多个X射线照射部分7，X射线生成源10和检测器准直器12布置为在其他圆的 圆周四上对齐。另外，图9图示了根据本发明的荧光X射线分析设备的第六实施例，且示 出了这样的方式，即如在图8中示出的相同的布置从垂直于由圆周四形成的表面可见。
[第七实施例]
图10是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第七实施例的视图，且示出 了这样的方式，即多个平面形的偏振滤光器21对齐为沿圆周16且在样本上的X射线照射 部分7和检测器准直器12布置为在其圆周16上以180度分开。图10示出了这样的方式， 即在图示了第一实施例的对比例的图5中示出的偏振滤光器19布置为沿圆周16，且在样本 上的X射线照射部分7和检测器准直器12布置为被布置在其圆周16上。
根据此布置，即使当从X射线管发出和被样本上的X射线照射部分7散射的X射线 接下来散射在任何偏振滤光器上时，也发现向检测器准直器12的散射角总为90度。作为 结果，对于与图5中情况相比的偏振滤光器的总面积的增加量，在宽范围内从样本发出的X 射线可以使用，可以保持90度的散射角，且可以实现高效率测量。在此情况中，通过将X射 线管布置为使得从X射线管向样本发出的X射线的方向变得垂直于图10的页面，可以满足 笛卡尔布置，使得当从X射线管发出的X射线被在样本上的X射线照射部分7散射以指向 偏振滤光器时散射角总是90度。
[第八实施例]
图11是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第八实施例的视图，且示出 了这样的方式，即多个平面形的偏振滤光器21对齐为与圆柱表面接触。图11是示出了这 样的方式的立体图，即在Z方向(即垂直于页面的方向)的构造添加到图10，即第七实施例的解释性视图。也可以防止由在Z方向(即垂直于页面的方向)从图10的圆周16移动的 部分上的偏振滤光器散射的X射线很大地从笛卡尔布置条件偏离，使得高效率测量变成可 能。在图11中，也图示了准直器14，它用于控制光路使得从X射线管发出的X射线仅照射 样本的有限范围。
[第九实施例]
图12是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第九实施例的视图，且示出 了这样的方式，即布置了 x射线管的X射线生成源10和检测器准直器12布置为在球20 上以180度相互分开，多个平面形的偏振滤光器以沿多个直径小于球直径的圆的圆周16、 17和18布置在通过检测器准直器12的位置的球20上，以及对于这些圆，X射线照射部分 7布置在圆周上与检测器准直器12以180度分开。虽然图12不示出单独的偏振滤光器，但 布置了形成为接触与图11即第八实施例的解释性视图相同的圆柱表面且形成为接触接触 球20的表面的偏振滤光器。在此情况中，对于每个圆，向X射线照射部分7的X射线的方 向、从X射线照射部分向偏振滤光器的X射线的方向和从偏振滤光器向检测器准直器12的 X射线的方向相互以90度相交。因此，第五实施例可以满足笛卡尔布置条件。顺便提及，图 12示出了与图7的视图相同的视图，图7是第五实施例的解释性视图，因为图12不图示偏 振滤光器。类似地，对应于为第六实施例的解释性视图的图8的布置可以使用多个平面形 的偏振滤光器实现。
[第十实施例]
图13是用于示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第十实施例的视图，且示出 了用于测量已被偏振滤光器康普顿散射的荧光X射线的方法。图13与第一实施例的解释 性视图即图3不同在于使用了由石墨制成的偏振滤光器22，且提供有准直器14用于控制X 射线的展开角度。当荧光X射线被偏振滤光器散射时，发生X射线散射同时保持能量的瑞利 散射和X射线散射为带有小能量损失的康普顿散射，且在此情况中，取决于滤光器的材料， 观察到使得康普顿散射的强度比瑞利散射的强度大许多倍的现象。为此目的，以轻元素材 料，例如石墨和塑料等作为偏振滤光器的材料是有利的。换言之，优选的是，构成第十实施 例的偏振滤光器由其主要成分的原子序数是14或更低的材料，例如铝和石英(SiO2)等制 成，或由其主要成分的原子序数是8或更低的材料，例如塑料(CxOyHz)等制成。
因为主要地考虑通常荧光X射线分析中的康普顿散射强度，主要地，样本中基于X 射线管的管目标材料的特性X射线的康普顿散射，所以不考虑使用它的分析。然而，根据光 学元件(偏振滤光器)布置在样本的后级的构造，如本发明，对于所有由样本内元素发出的 荧光X射线发生康普顿散射，且这使得可以使用康普顿散射峰来分析X射线而作为使用荧 光X射线自身分析的替代或补充。然而，被通常荧光X射线分析发现的康普顿散射峰比荧光 X射线峰粗且其分辨率不好，使得康普顿散射峰自身具有低的实用价值，因为在样本中被康 普顿散射的X射线在宽的角范围内检测。
然而，根据本发明使用偏振系统，因为仅使用在样本和偏振滤光器内满足90度散 射角的X射线，准直器等布置在其光路上以测量荧光X射线同时控制展开角度。因此，取决 于设备的构造，可以使得被观察的康普顿散射的峰宽与荧光X射线的峰宽相等，且仅使用 康普顿散射峰的X射线分析，或联合地使用康普顿散射峰的X射线分析变成可能。取决于 设备的构成和测量条件，通过由控制散射角的展开来提高X射线的使用效率，同时锐化康普顿散射峰和降低其背景的方法变成可能。
图14A示出了康普顿散射峰23和荧光X射线峰M，它们在一般的荧光X射线分析 中观察到。图14B示出了康普顿散射峰25和荧光X射线峰沈，它们在测量相同的谱同时控 制散射角的展开的情况中观察到。参考这些图发现了这样的方式，即通过控制散射角的展 开降低了背景且同时也降低了荧光X射线的峰。另外，相对于康普顿散射峰，已发现其面积 被降低但其形状被锐化。
[第—^一实施例]
图15是示出根据本发明的荧光X射线分析设备的第十一实施例的视图，且示出了 在进行微小部分的分析的情况中的设备构造。另一方面，图16是常规例子的解释性视图， 图16中示出了在设备的通常构造中进行对微小部分分析的方法。在图16中，用于X射线 的透镜不能在样本前使用以保持偏振条件，使得在样本3上的激发范围通过使用准直器观 来控制。作为结果，能用于激发样本的X射线被显著地降低且测量效率也恶化。另一方面， 图15是第一实施例的解释性视图，图中示出了这样的方式，即使来自X射线管1的X射线 聚焦的用于X射线的透镜27布置在X射线管1和样本3之间，X射线在其光路内具有两个 方向上的偏振条件，且用于X射线的透镜27可以无问题地使用，因为不需要保全偏振条件。 因此，根据本发明的设备的构造，微小部分的分析可以使效率不恶化地进行。
权利要求
1.一种荧光X射线分析设备，其包括用于生成X射线的X射线管；用于支承接收X射线的样本的样本支承部分；用于接收从接收X射线的样本生成的X射线的偏振滤光器；和用于检测来自偏振滤光器的X射线的检测器；其中X射线管、样本支承部分、偏振滤光器和检测器布置为使三个光路，即，从X射线管 到样本的光路、从样本到偏振滤光器的光路和从偏振滤光器到检测器的光路相互以90度 相交。
2.根据权利要求
1所述的荧光X射线分析设备，其中具有用于接收来自样本的X射线 的向样本侧弯曲的光接收表面的滤光器用作偏振滤光器。
3.根据权利要求
2所述的荧光X射线分析设备，其中作为偏振滤光器的形状，光接收表 面弯曲以沿一个圆的圆周，样本与检测器或检测器准直器布置为在圆周上以180度分开， 且X射线管布置为使从X射线管向样本的X射线的方向垂直于由圆形成的表面。
4.根据权利要求
3所述的荧光X射线分析设备，其中作为弯曲以沿圆周的偏振的形状， 使用附着到圆柱表面的形状的部分。
5.根据权利要求
2所述的荧光X射线分析设备，其中X射线管的X射线生成源与检测 器或检测器准直器布置为在球上以180度分开；多个弯曲以沿多个直径小于球直径的圆的 圆周的偏振滤光器布置在通过检测器的位置或检测器准直器的位置的球上，以及对于多个 圆，样本布置在圆周上与检测器或检测器准直器分开180度。
6.根据权利要求
5所述的荧光X射线分析设备，其中布置在以上所述的多个圆的圆周 上的样本、X射线生成源、以及检测器或检测器准直器均位于一个其他圆的圆周上。
7.根据权利要求
1所述的荧光X射线分析设备，其中作为偏振滤光器，多个平面形的偏 振滤光器布置为使得它们的光接收表面位于沿一个圆的圆周；样本与检测器或检测器准直 器布置为在圆周上分开180度；且X射线管布置为使得从X射线管向样本的X射线的方向 垂直于由圆形成的表面。
8.根据权利要求
7所述的荧光X射线分析设备，其中多个平面形的偏振滤光器布置为 接触圆柱表面。
9.根据权利要求
1所述的荧光X射线分析设备，其中X射线管的X射线生成源与检测 器或检测器准直器布置为在球上分开180度；多个平面形的以沿直径小于球直径的多个圆 的圆周的偏振滤光器布置在通过检测器的位置或检测器准直器的位置的球上，以及对于多 个圆，样本布置在圆周上与检测器或检测器准直器分开180度。
10.根据权利要求
9所述的荧光X射线分析设备，其中布置在以上所述的多个圆的圆周 上的样本、X射线生成源、以及检测器或检测器准直器均位于一个其他圆的圆周上。
11.根据权利要求
1所述的荧光X射线分析设备，包括用于测量在样本内生成的荧光X 射线被偏振滤光器康普顿散射后的分量的测量装置。
12.根据权利要求
11所述的荧光X射线分析设备，其中偏振滤光器由其主要成分的原 子序数是14或更低的材料制成。
13.根据权利要求
12所述的荧光X射线分析设备，其中偏振滤光器由其主要成分的原 子序数是8或更低的材料制成。
14.根据权利要求
1所述的荧光X射线分析设备，其中将来自X射线管的X射线聚焦的 用于X射线的透镜布置在X射线管和样本之间。
15.一种用于布置X射线管、样本、偏振滤光器和检测器的荧光X射线分析方法，使三个 光路，即，从X射线管到样本的X射线光路、从样本到偏振滤光器的X射线光路和从偏振滤 光器到检测器的X射线光路相互以90度相交。
16.根据权利要求
15所述的荧光X射线分析方法，其中测量在样本内生成的荧光X射 线被偏振滤光器康普顿散射后的分量。
专利摘要
提供了使用偏振以有效地测量样本表面的微小部分而不需要准备许多类次级目标的荧光X射线分析设备。根据本发明的荧光X射线分析设备包括用于生成X射线的X射线管；用于支承接收了X射线的样本的样本支承部分；用于接收将从接收了X射线的样本生成的X射线的偏振滤光器；和用于检测来自偏振滤光器的X射线的检测器。然后，X射线管、样本、偏振滤光器和检测器布置为使三个光路，即，从X射线管到样本的光路、从样本到偏振滤光器的光路和从偏振滤光器到检测器的光路相互以90度相交。
文档编号G21K1/02GKCN101093201 B发布类型授权 专利申请号CN 200710109917
公开日2011年8月3日 申请日期2007年6月6日
发明者笹山则生 申请人:精工电子纳米科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),