。上述这些特点决定了基于毛细管X射线平行束透镜和抛物面形或者锥形聚焦器的成像设备造价低廉，便于推广。
[0069]上述各实施例中，作为一种可选的实施方式，单色器5为晶体，晶体的材料为硅、锗或氟化锂中的任一种。
[0070]上述各实施例中，作为一种可选的实施方式，放大器10为波带片，波带片的最外层透射X射线圆环的直径与离开抛物面形或锥形聚焦器出口所形成微焦斑(出口焦斑)的X射线束的中空环状结构相匹配，以优化X射线的成像分辨率。波带片最外层透射X射线圆环的宽度范围为I?300纳米，例如，波带片最外层透射X射线圆环的宽度可为20纳米。
[0071]上述各实施例中，作为一种可选的实施方式，X射线探测器11可为空间分辨探测器，可用于输出检测到的样品所成的图像，空间分辨范围为I?100微米，能量探测范围为10 ?85keVo
[0072]综上，上述各实施例采用具有高功率密度增益的毛细管X射线平行束透镜，结合单色器及聚焦器，实现基于实验室普通X光源获取适合高效纳米成像的单色光，降低高效纳米成像技术对X射线源功率的要求，同时降低纳米成像系统的设备成本，使其便于推广。
[0073]成像分析系统实施例
[0074]参照图7，其示出了本实施例的成像分析系统，该成像分析系统设置有前述各实施例提出的任一种X射线纳米成像设备、以及分析终端12，该分析终端12与探测器11连接，用于接收X射线探测器11输出的样品所成的图像信号，并对样品9的成像信号进行成像分析。
[0075]上述各实施例采用高功率密度增益的毛细管X射线平行束透镜和抛物面形或者锥形聚焦器，采用实验室普通X光源，实现基于低功率光源的高效X射线纳米成像，因此，利用上述成像分析系统可以高空间分辨地对材料、生物、医学、食品和环境样品进行高效成像分析。
[0076]基于上述各实施例，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0077]相对于现有的纳米成像装置，本实用新型各实施例基于毛细管X射线平行束透镜和抛物面形或者锥形聚焦器的X射线纳米成像设备，能从实验室普通X光源中获取适合高效纳米成像的单色光，降低高分辨高效率纳米成像技术对光源功率的要求，从而其成本也随之降低，便于推广。
[0078]同时，本实用新型各实施例充分利用毛细管X射线平行束透镜和抛物面形或者锥形聚焦器的特点，提高照射在样品上的X射线的光通量，进而提高成像设备的成像分析效率，实现利用低功率的光源进行高效纳米成像。
[0079]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种X射线纳米成像设备，其特征在于，包括: X射线光源⑴； 毛细管X射线平行束透镜(3)，其入口焦距处设置有所述X射线光源(I); 单色器(5)，与所述毛细管X射线平行束透镜(3)出口方向成角度设置，用于将自所述毛细管X射线平行束透镜(3)出来的平行X射线束(4)变为单色平行X射线束(6); 聚焦器(8)，设置在所述单色平行X射线束(6)的光线方向上，用于会聚所述单色平行X射线束(6)形成微焦斑，并投射至样品(9)处；其中，所述聚焦器⑶的入口端或出口端设置有调节器(7)，用于挡住入射至或出射于所述聚焦器(8)的中间部分X射线； 放大器(10)，设置于所述样品(9)之后的光路上，用于会聚并放大所述样品(9)的成像信号; 探测器(11)，设置在所述放大器(10)之后，用于探测并收集所述样品(9)的成像信号。
2.根据权利要求1所述的X射线纳米成像设备，其特征在于: 所述X射线光源(I)为普通X射线光管发射的X射线束，所述X射线光管的靶材为钼、银或钨中的任一种；和/或， 所述X射线光源(I)的功率范围为I?4000瓦。
3.根据权利要求2所述的X射线纳米成像设备，其特征在于: 所述毛细管X射线平行束透镜(3)由单根单毛细管构成；或者， 所述毛细管X射线平行束透镜(3)由若干根单毛细管构成，沿垂直于其中心线方向的横截面为正六边形，沿其长度方向上的截面为空间抛物面面段；其中，所述毛细管X射线平行束透镜(3)位于中心位置的一根单毛细管所在的层数定义为第一层，从内向外第η层中单毛细管的数目为6(η-1)，且η > 1
4.根据权利要求3所述的X射线纳米成像设备，其特征在于，所述毛细管X射线平行束透镜(3)的长度范围为3?15厘米，入口端直径范围为I?8毫米，出口端直径范围为10?60晕米。
5.根据权利要求1至4任一项所述的X射线纳米成像设备，其特征在于: 所述聚焦器(8)为抛物面形聚焦器，在沿其中心对称线方向上的截面为旋转抛物面面段，沿垂直于其中心线方向的截面为圆形；或者， 所述聚焦器(8)为锥形聚焦器，在沿其中心对称线方向上的截面为锥体面段，沿垂直于其中心线方向的截面为圆形。
6.根据权利要求5所述的X射线纳米成像设备，其特征在于，所述聚焦器(8)由硅酸盐玻璃拉制而成的单根毛细管，所述单根毛细管沿其中心线中心对称；所述聚焦器(8)的长度G的取值范围为I?15厘米，出口焦距f的取值范围为I?500毫米。
7.根据权利要求6所述的X射线纳米成像设备，其特征在于: 所述抛物面形聚焦器的长度为3.6厘米，入口直径为4厘米，出口直径为1.5厘米；焦斑直径和放大倍数分别为22微米和2300 ； 所述锥形聚焦器的长度为3.2厘米，入口直径为3厘米，出口直径为I厘米；焦斑直径和放大倍数分别为20微米和2000。
8.根据权利要求1至4任一项所述的X射线纳米成像设备，其特征在于，所述放大器(10)为波带片，所述波带片的最外层透射X射线圆环的直径与离开所述聚焦器(8)形成的微焦斑的X射线束的中空环状结构相匹配； 其中，波带片最外层透射X射线圆环的宽度范围为I?300纳米。
9.根据权利要求8所述的X射线纳米成像设备，其特征在于: 所述单色器(5)为晶体，所述晶体的材料为硅、锗或氟化锂中的任一种；和/或， 所述探测器(11)为空间分辨探测器，空间分辨范围为I?100微米，能量探测范围为10 ?85keVo
10.一种成像分析系统，其特征在于，设置有权利要求1至9任一项所述的X射线纳米成像设备及分析终端(12)，所述分析终端(12)与所述探测器(11)连接，用于对所述样品(9)的成像信号进行成像分析。
【专利摘要】本实用新型公开了一种X射线纳米成像设备及成像分析系统，该X射线纳米成像设备包括：X射线光源；毛细管X射线平行束透镜，其入口焦距处设置有X射线光源；单色器，与毛细管X射线平行束透镜出口方向成角度设置，用于将自毛细管X射线平行束透镜出来的平行X射线束变为单色平行X射线束；聚焦器，设置在单色平行X射线束的光线方向上，用于会聚单色平行X射线束形成微焦斑，并投射至样品处；聚焦器的入口端或出口端设置有调节器，用于挡住中间部分的X射线；放大器，设置于样品之后的光路上，用于会聚并放大样品的成像信号；探测器，设置在放大器之后，用于探测并收集样品的成像信号。因此，实施本实用新型能够实现高效纳米成像的同时降低成本。
【IPC分类】G03B42-02, G01N23-04
【公开号】CN204359713
【申请号】CN201420822012
【发明人】孙天希, 孙学鹏, 刘志国, 须颖, 董友
【申请人】北京师范大学, 天津三英精密仪器有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月22日