子束210轰击目标层510的方向相反的方向上。X射线窗口 110在此例如可以覆盖+/-20°的空间角度范围。
[0039]用于产生X射线的装置100的优点在于，阴极200至少部分布置在空间区域以外，穿过X射线窗口被导出的X射线在X射线的从阳极500的目标层510开始的路径上通过该空间区域。由此，X射线不会或仅轻微地被阴极200屏蔽或者减弱。通过导流单元300实现了，阴极200在由X射线窗口 110覆盖的空间区域以外布置。这使得，阴极200在侧面相对于反向方向错移地布置并且电子束210则沿与反向方向相反的向前方向指向阳极500的目标层510。
[0040]用于产生X射线的装置100还包括收集器600。该收集器600沿着由轰击目标层510的电子束210的方向定义的前进方向布置在聚焦单元400的后面并且布置在聚焦单元400的外壳410的外面。
[0041]收集器600用于收集完全穿过阳极500的电子束210的电子，以便优化装置100的能效。为此，内壳420具有第二开口 422。外壳410也具有第二开口 412。外壳410的第二开口 412和内壳420的第二开口 422布置在与第一开口 411、421相对置的外壳410和内侦U 420的一侧上。由此，在轰击了阳极500的目标层510后完全穿过的电子束210的电子通过内壳420的第二开口 422和外壳410的第二开口 412离开聚焦单元400并达到收集器600。
[0042]在用于产生X射线的装置100运行时，装置100的不同部件处于不同的电位。阴极200在此可以形成接地电位或参考电位。
[0043]导流单元300的屏蔽管330和聚焦单元400的外壳410优选处于共同的正电位。在此，电压例如可以相对于阴极200是10kV。导流单元300的第二电极320优选也处于该电位上。还可行的是，导流单元300的屏蔽管330、导流单元300的第二电极320和聚焦单兀400的外壳410分别处于不同的电位。
[0044]导流单元300的第一电极310处于一个正电位，其小于导流单元300的屏蔽管330的电位。第一电极310例如可以相对于阴极200处于IkV的电位。
[0045]聚焦单元400的内壳420处于一个正电位，其大于聚焦单元400的外壳410的电位。内壳420例如可以相对于阴极200处于150kV的电位。
[0046]收集器600可以处于一个正电位，其位于聚焦单元400的外壳410和内壳420的电位之间。收集器600例如可以相对于阴极200处于40kV的电位。
[0047]图3示出根据第二实施方式的用于产生X射线的装置700的简化剖面示意图。图4示出用于产生X射线的装置700的立体示意图。出于视线的原因，图4中没有示出一些装置700的部件。
[0048]用于产生X射线的装置700与图1和2所示的用于产生X射线的装置100相一致。因此，相互对应的部件标以相同的附图标记并且随后不再详细描述。
[0049]替代聚焦单元400，用于产生X射线的装置700具有聚焦单元800。该聚焦单元800包括设计为导电球壳的内壳820。内壳820包含第一开口 821，电子束210的电子穿过第一开口 821可以进入被内壳820围绕的空间内。在聚焦单元800的内壳820的内部空间内安置有阳极500。电子束210的完全穿过阳极500的电子可以通过第二开口 822尚开内壳820。聚焦单元800的内壳820 —定程度上相当于图1和2中的用于产生X射线的装置100的聚焦单元400的内壳420。
[0050]用于产生X射线的装置700的聚焦单元800还包括外壳810。外壳810由导电材料、如金属制成。外壳810具有部分球壳的形状。外壳810被设计为截球壳形状。因此，夕卜壳810也可以称为截球壳。外壳810局部包围聚焦单元800的内壳820。在此，由此构成外壳局部的球壳的中心与内壳的中心重合。外壳810布置在内壳820的朝向导流单兀300的屏蔽管330的第二纵向端部332的一侧上。外壳810具有开口 811，通过第二纵向端部332离开导流单元300的屏蔽管330的电子束210的电子穿过开口 811可以进入聚焦单元800内。
[0051]在聚焦单元800的外壳810和内壳820之间也可以通过施加相应的电压产生电场。对在外壳810和内壳820之间延伸的电子束210施加聚焦的作用。电子束210在此也近似地聚焦在聚焦单元800的内壳820的中心点上。同时，电场还使得电子束210的电子的速度增大。
[0052]替代收集器600，用于产生X射线的装置700具有收集器900。该收集器900由导电材料、如金属制成并且用于收集电子束210的完全穿过阳极500的电子，以便由此提高用于产生X射线的装置700的能效。
[0053]收集器900具有圆柱形部段910，其在一侧被底板部段封闭。由此，收集器900被设计为杯子形状。收集器900的圆柱形部段910具有与聚焦单元800的外壳810相同的直径。收集器900的圆柱形部段910的开放的端部与外壳810的开放端部相邻接。由此，聚焦单元800的内壳810被外壳810和收集器900围绕。
[0054]在外壳810和收集器900的圆柱形部段910之间安置有绝缘件920，该绝缘件使外壳810相对收集器900电绝缘。从而外壳810和收集器900可以处于不同的电位。
[0055]电子束210的穿过阳极500的电子能够以较大的角度分布离开阳极500。电子的相对于指向阳极500的前侧501的电子束210的方向的方向改变由电子束210的电子与阳极500的目标层510和支架520的原子的碰撞引起。如果阳极500例如具有由金刚石制成的支架520和由钨制成的500nm厚的目标层510，则穿过阳极500的电子的角度分布处于约+/-60°的范围内。收集器900相对于图1和2中的收集器600所具有的优点是，收集器900可以从其整体加大的空间角度范围内收集电子。由此，装置700具有特别高的能效。优选地，内壳820的第二开口 822具有相应的大小，以便使电子从整个可能的散射角范围内通过。
[0056]用于产生X射线的装置700的部件在装置700运行是可以处于相同的电位上，与用于产生X射线的装置100的部件相应。尤其，外壳810可以相对于阴极200处于1kV的电位。聚焦单元800的内壳820可以相对于阴极200处于150kV的电位。收集器900可以相对于阴极200处于40kV的电位。
[0057]尽管通过优选实施例详细示出并阐述了本发明的细节，但是本发明不受公开实施例的限制，并且只要不脱离本发明的保护范围，技术人员由此可以推导出其它变型方案。
【主权项】
1.一种用于产生X射线的装置(100、700)，其具有 具备目标层(510)的阳极(500)， 用于发射电子束(210)的阴极(200)， 导流单元(300)，用于借助电场将所述电子束(210)偏转到所述目标层(510)上， 用于聚焦所述电子束(210)的聚焦单元(400、800)， 和X射线窗口，用于使在所述阳极(500)的目标层(510)内产生的X射线沿着与轰击所述目标层(510)的电子束(210)相反的反向方向脱离， 其中，所述阴极(200)相对于从所述阳极(500)出发的反向方向侧向错移地布置。
2.如权利要求1所述的装置(100、700)，其中，所述聚焦单元(400、800)沿所述电子束(210)的传播方向布置在所述导流单元(300)的后面。
3.如前述权利要求之一所述的装置(100、700)，其中，所述导流单元(300)包括弯曲的屏蔽管(330)，其中，在所述屏蔽管(330)的内部安置有第一电极(310)和第二电极(320)。
4.如前述权利要求之一所述的装置(100、700)，其中，所述聚焦单元(400、800)包含内壳(420、820)，其中，所述阳极(500)安置在所述内壳(420、820)的内部。
5.如权利要求4所述的装置(100、700)，其中，所述内壳(420、820)被设计为球壳。
6.如权利要求4或5所述的装置(100、700)，其中，所述聚焦单元(400、800)包含外壳(410、810)，其中，所述外壳(410,810)至少部分围绕所述内壳(420,820) ο
7.如权利要求6所述的装置(100、700)，其中，所述外壳(410)被设计为球壳。
8.如权利要求6所述的装置(100、700)，其中，所述外壳(810)被设计为截球壳。
9.如权利要求6至8之一所述的装置(100、700)，其中，所述内壳(420、820)和所述外壳(410、810)分别具有至少一个开口(411、412、421、422、811、821、822)，所述开口设置用于使所述电子束(210)通过。
10.如前述权利要求之一所述的装置(100、700)，其中，所述装置(100、700)具有收集器(600、900)，所述收集器(600、900)设置用于收集穿过所述阳极(500)的电子束(210)的电子。
11.如权利要求10和权利要求6、8和9之一所述的装置(100、700)，其中，所述收集器(900)和所述聚焦单元(800)的外壳(810)共同包围所述聚焦单元(800)的内壳(820)。
12.如权利要求11所述的装置(100、700)，其中，所述收集器(900)具有圆柱形部段(910)，其中，所述收集器(900)的圆柱形部段(910)邻接在所述外壳(810)上，其中，所述外壳(810)和所述圆柱形部段(910)相互电绝缘。
13.—种运行用于产生X射线的装置(100、700)的方法，所述装置(100、700)是如权利要求3和6所述的装置，其中，屏蔽管(330)和外壳(410、810)相对于阴极(200)被施以第一电压，其中，第一电极(310)相对于阴极(200)被施以第二电压，其中，内壳(420、820)相对于阴极(200)被施以第三电压，其中，所述第一电压具有比所述第二电压更大的正电压值，其中，所述第三电压具有比所述第一电压更大的正电压值。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第二电极(320)相对于阴极(200)同样被施以第一电压。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，用于产生X射线的装置(100、700)根据权利要求10构成，其中，收集器(600、900)相对于阴极(200)被施以第四电压，其中，所述第四电压具有比所述第一电压更大的正电压值，其中，所述第三电压具有比所述第四电压更大的正电压值。
【专利摘要】一种用于产生X射线的装置(700)，其具有具备目标层(510)的阳极(500)、用于发射电子束(210)的阴极(200)、用于借助电场将所述电子束偏转到所述目标层上的导流单元(300)和用于聚焦所述电子束的聚焦单元(800)。
【IPC分类】H01J35-14
【公开号】CN104823262
【申请号】CN201380060275
【发明人】P.比斯利, S.戈斯曼-莱夫查克, O.海德, T.休斯, P.S.阿普塔克
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2013年9月9日
【公告号】DE102012216977A1, EP2883236A1, US20150228442, WO2014044567A1