一种X射线发生器

一种x射线发生器
技术领域
1.本发明涉及医学成像技术领域，具体的说是一种x射线发生器。


背景技术：

2.x射线，是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波。人们对激光产生 x射线技术很感兴趣，作为一种宽光谱辐射源，激光诱导等离子体能提供高强度的x射线辐射，作为下一代紧凑型辐射源的基础，可应用于天体物理、惯性约束核聚变、生物医学、材料科学、光谱分析、环境工程、信息技术、超快技术、光刻技术、成像技术、雷达技术、半导体技术等众多领域，具有较高的实用价值。
3.随着近年来thomson散射x射线源应用前景的愈发广泛，诸多研究人员对如何获得准单色x射线产生了极大的兴趣。基于经典的thomson散射理论建立的x射线发生器中的电子与激光对撞向空间发射辐射的过程需要被研究。因此，圆偏振高斯激光脉冲的束腰半径和其与电子的中心对撞位置对thomson后向散射光单色性的影响需要被具体讨论。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种可以改变x射线出射口的位置以便获得不同方向角的x射线的x射线发生器。
5.为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
6.本发明是一种x射线发生器，包括电子出射器和激光发生器，在球形外壳相对的内壁上通过支架安装有所述电子出射器和激光发生器，且电子出射器和激光发生器处于所述球形外壳的中轴线上，从所述球形外壳的第一开口处穿出的x射线出射口设置在所述球形外壳内的圆形齿条上，所述圆形齿条在第一传动组件的驱动下使x射线出射口沿着第一开口移动，实现所述x射线出射口在 yoz面上的位置改变，所述球形外壳通过第二传动组件的驱动转动，实现所述x 射线出射口在xoy面上的位置改变。
7.本发明的进一步改进在于：所述支架包括处于所述球形外壳外部的外部支架和处于所述球形外壳内部的内部支架，所述外部支架固定在所述球形外壳上，所述内部支架穿过所述球形外壳与所述外部支架固定。
8.本发明的进一步改进在于：所述外部支架上设置有供所述线缆穿入的中空的管轴，且两个所述管轴均处于所述球形外壳的中轴线上。
9.本发明的进一步改进在于：所述第一传动组件通过齿轮轴支架固定在所述球形外壳上，且在所述球形外壳上设置有供所述第一传动组件的齿轮穿过与圆形齿条啮合的第二开口。
10.本发明的进一步改进在于：所述第一开口和所述第二开口的宽度均小于所述圆形齿条的宽度。
11.本发明的进一步改进在于：所述第一开口的角度为90
°
。
12.本发明的进一步改进在于：所述圆形齿条的外轮廓所在的虚拟圆的直径与所述球
形外壳的内径相同。
13.本发明的有益效果是：1、本发明通过第一传动组件和第二传动组件实现x 射线出射口在xoy平面和yoz平面上的位置调节。通过激光发生器产生的激光与电子出射器的电子作用产生的x射线在不同方向上具有不同的性质，可通过调整x射线出射口的位置，获取不同位置的x射线。
14.2、本发明x射线发生器产生的x射线具有高准直的特点，通过本发明中激光发生器产生的激光与电子出射器产生的电子作用，产生的x射线具有高准直的特点。
附图说明
15.图1是x射线发生器的立体图。
16.图2是球形外壳示意图。
17.图3是圆形齿条示意图。
18.其中：1-x射线出射口，2-圆形齿条，3-球形外壳，31-第一开口，32-第二开口， 4-第一传动组件，5-第二传动组件，6-支架，61-外部支架，62-内部支架，63
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管轴，7-电子出射器，8-激光发射器，9-控制器。
具体实施方式
19.下面将结合附图进行详细说明：
20.如图1-3所示，本发明是一种x射线发生器，包括电子出射器7、激光发生器、控制器9和球形外壳3，本发明的电子出射器7可以由一件电子枪组成，可根据实验需求选择不同能量的电子枪，能量范围1ev至100ev，射束电流范围1na至20ma，光斑尺寸范围15μm至500+mm，且具有优良的光束电流稳定性及能量稳定性。激光发射器8射出的激光强度需要达到10
12
w/cm2,而激光脉冲的宽度需要短至只有几个激光振荡周期数，即在飞秒量级(1fs＝10-15
s)，符合上述要求的激光发生器均可使用。
21.在球形外壳3相对的两侧均设置有一个支架6，两个支架6处于球形外壳3 的中轴线上，每个支架6均包括外部支架61和内部支架62，内部支架62穿过球形外壳3与外部支架61连接，且内部支架62为c字型，电子出射器7、激光发生器固定在内部支架62上，在外部支架61处于球形外壳3中轴线的部位设置有中空的管轴63，从控制器9引出的线缆从管轴63穿入到球形外壳3内部与电子出射器7或激光发生器连接。两个管轴63通过轴承安装在外部的固定架上。
22.在球形外壳3上开设有两个开口，分别为第一开口31和第二开口32，第一开口31供球形外壳3内部的圆形齿条2上的x射线出射口1穿出，角度为 90
°
。第一传动组件4的齿轮通过第二开口32与圆形齿条2啮合。第一传动组件4包括固定在球形外壳3上的齿轮轴支架，第一传动组件4上安装由控制器控制的电机带动固定在齿轮轴支架上的齿轮轴转动，从而驱动齿轮带动圆形齿条2转动。实现x射线出射口1在yoz面上的位置调整。
23.第二传动组件5的从动斜齿轮固定在其中一个外部支架61上，并与管轴 63同轴。安装在轴上的主动斜齿轮与从动斜齿轮啮合，通过由控制器控制的电机驱动轴转动，从而实现球形外壳3的转动。实现所述x射线出射口1在xoy 面上的位置改变。
24.第一开口31和所述第二开口32的宽度均小于所述圆形齿条2的宽度，所述圆形齿
条2的外轮廓所在的虚拟圆的直径与所述球形外壳3的内径相同。确保除了x射线出射口1出射的x射线外，只有少量x射线从圆形齿条2的齿缝中射出，保证了本发明的x射线发生器的高精度。
25.以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。


技术特征：
1.一种x射线发生器，包括电子出射器、激光发生器和控制器，所述电子出射器、激光发生器与控制器电连接，其特征在于：在球形外壳相对的内壁上通过支架安装有所述电子出射器和激光发生器，且电子出射器和激光发生器处于所述球形外壳的中轴线上，从所述球形外壳的第一开口处穿出的x射线出射口设置在所述球形外壳内的圆形齿条上，所述圆形齿条在第一传动组件的驱动下使x射线出射口沿着第一开口移动，实现所述x射线出射口在yoz面上的位置改变，所述球形外壳通过第二传动组件的驱动转动，实现所述x射线出射口在xoy面上的位置改变。2.根据权利要求1所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述支架包括处于所述球形外壳外部的外部支架和处于所述球形外壳内部的内部支架，所述外部支架固定在所述球形外壳上，所述内部支架穿过所述球形外壳与所述外部支架固定。3.根据权利要求2所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述外部支架上设置有供所述线缆穿入的中空的管轴，且两个所述管轴均处于所述球形外壳的中轴线上。4.根据权利要求2所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述第一传动组件通过齿轮轴支架固定在所述球形外壳上，且在所述球形外壳上设置有供所述第一传动组件的齿轮穿过与圆形齿条啮合的第二开口。5.根据权利要求3所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述第一开口和所述第二开口的宽度均小于所述圆形齿条的宽度。6.根据权利要求4所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述第一开口的角度为90
°
。7.根据权利要求5所述的一种x射线发生器，其特征在于：所述圆形齿条的外轮廓所在的虚拟圆的直径与所述球形外壳的内径相同。

技术总结
本发明公开了一种X射线发生器，包括电子出射器和激光发生器，在球形外壳相对的内壁上通过支架安装有所述电子出射器和激光发生器，且电子出射器和激光发生器处于所述球形外壳的中轴线上，从所述球形外壳的第一开口处穿出的X射线出射口设置在所述球形外壳内的圆形齿条上，所述圆形齿条在第一传动组件的驱动下使X射线出射口沿着第一开口移动，实现所述X射线出射口在YOZ面上的位置改变，所述球形外壳通过第二传动组件的驱动转动，实现所述X射线出射口在XOY面上的位置改变。射口在XOY面上的位置改变。


技术研发人员：申雨婷 王于豪 黄俞豪 李馨然 夏伶榆 蔡子率 朱鑫祺 李卓窈 王禹博 袁一锐 朱森源 郭安琪 陈祖杰
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/8/18