专利名称：紧凑的多焦点x射线源,x射线衍射成像系统,以及紧凑的多焦点x射线源的制造方法
技术领域：
本发明在此介绍的实施方式涉及一种多探测器反转扇形波束χ射线衍射成像 (MIFB XDI)系统，以及，更特别地，涉及一种适合与MIFB XDI系统一起使用的X射线源。
背景技术：
已知的安检系统用在旅行检查点处，检查随身包和/或托运包中是否藏有武器， 麻醉品，和/或爆炸物。至少有一些已知的安检系统包括X射线成像系统。在X射线成像 系统中，X射线源朝探测器发射X射线，所述X射线穿过物体或容器，比如手提箱，然后探测 器的输出被处理从而识别出容器内的一个或多个物体和/或一种或多种物质。至少有一些已知的安检系统包括多探测器反转扇形波束X射线衍射成像(MIFB XDI)系统。MIFB XDI系统使用反转扇形波束几何排列(大型源和小型探测器)和多焦点χ 射线源(MFXS)。与其他已知的χ射线成像系统所提供的辨别能力相比，至少有一些已知的 X射线衍射成像(XDI)系统通过测量物质中微晶的晶格面之间的间隔d，改进了对物质的辨 别能力。进一步说，χ射线衍射能够从分子相干函数中产生数据，其可被用于识别容器中的 其他物质，如液体。然而，对于在反转扇形波束几何排列中包括MFXS的至少一些XDI系统来说，散射 信号在接受调查的物体(例如手提箱)上的分布情况可以显著地不均勻。散射信号不均勻 的分布会发生在MFXS的空间范围，手提箱的侧向宽度及相干χ射线散射探测器阵列的空间 范围都彼此相当的时候。图1示出了所述不均勻性的例子。参照图1，MFXS(未示出)和探 测器阵列(未示出)的宽度都与放置在传统MIFB XDI系统检查区6中的例如手提箱5这 样的容器的水平宽度相等。由MFXS发出并穿过每个都由附图标记数字7表示的区域的X 射线束仅由一个探测器探测，但是由MFXS发出并穿过每个都由附图标记数字8表示的区域 的χ射线束由两个探测器探测，并且这些区域就范围而言相当大。为了能更均勻的覆盖物体，就期望MFXS比物体宽度小。因此，从MFXS到达每个探测器的对应的X射线组(本文中被称作X射线的反转扇形波束)是相当狭窄的(在水平方 向上)并近似“笔形波束”(“pencil beam”)，它从扫描的起始到扫描的末端扫过物体。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于多个反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFBXDI)系统 的多焦点X射线源(MFXS)。MIFB XDI包括检查区和多个相干χ射线散射探测器，所述探测 器相对于检查区被放置并构造成用于在多个原波束(primary beam)传播穿过位于检查区 内的物体时探测多个原波束的相干散射射线。多个相干χ射线散射探测器相对于多个会聚 点放置，所述会聚点沿着平行于MIFB XDI系统的y轴的坐标为X = L的直线设置。MFXS包 括沿与y轴共线的MFXS的长度限定的多个焦点(N)。多个焦点中的每一个焦点都被构造成 顺序地受激发发出包括多个原波束的χ射线扇形波束，所述多个原波束的每一个都指向多个会聚点中的对应会聚点。MFXS构造成用来生成多个原波束，而多个相干χ射线散射探测
器中的至少M个相干χ射线散射探测器构造成用来探测多个原波束传播穿过位于检查区内
的物体的截面时来自多个原波束的相干散射射线，此时多个相干χ射线散射探测器中的相
邻相干χ射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程 ψ . γ<formula>formula see original document page 5</formula>其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶 部表面到坐标为X = L的直线的距离。另一方面，提供了一种多个反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB XDI)系统。MIFB
XDI系统包括多焦点χ射线源(MFXS)，所述源包括阳极和多个焦点(N)，所述焦点沿与MFXS
的y轴共线的阳极的长度上设置。多个焦点中的每个焦点构造成顺序地受激发发出包括多
个原波束的χ射线扇形波束。MIFBXDI系统还包括检查区和相对于检查区放置的多个相干
χ射线散射探测器。相干χ射线散射探测器构造成用于在多个原波束(primary beam)传播
穿过位于检查区内的物体时探测多个原波束的相干散射射线。多个相干χ射线散射探测器
中的每个相干χ射线散射探测器相对于沿坐标为X = L的平行于y轴的直线设置的多个会
聚点中对应的会聚点放置。多个相干χ射线散射探测器中的至少M个相干χ射线散射探测
器构造成用来探测多个原波束传播穿过物体的截面时的相干散射射线，并且多个相干χ射
线散射探测器中的相邻相干χ射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程
<formula>formula see original document page 5</formula>其中Ws是多个焦点的侧向广度(extent)，U是从y轴到检查区顶部表面的距离， 而V是从顶部表面到坐标为X = L的直线的距离。而在另一方面，提供了一种用于制造多个反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB
XDI)系统的多焦点χ射线源(MFXS)的方法。MIFB XDI系统包括检查区和相对于检查区放
置的多个相干χ射线散射探测器，所述相干χ射线散射探测器构造成用于探测在多个原波
束(primary beam)传播穿过位于检查区内的物体时的来自多个原波束的相干散射射线。
该方法包括沿着与MIFB XDI系统的y轴共线的MFXS长度限定多个焦点(N)。多个焦点中
的每个焦点构造成顺序地受激发发出包括多个原波束的χ射线扇形波束，所述多个原波束
的每一个都指向沿着坐标为X = L平行于y轴的直线放置的多个会聚点中的对应会聚点。
MFXS相对于MIFB XDI系统的检查区放置。多个相干χ射线散射探测器中的至少M个相干
χ射线散射探测器构造成用来探测多个原波束传播穿过检查区内物体的截面时的相干散射
射线，并且相对于沿着坐标为X = L的直线的对应会聚点放置的多个相干χ射线散射探测
器中的相邻相干χ射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程 ψ .γ<formula>formula see original document page 5</formula>
其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶 部表面到坐标为X = L的直线的距离。
图1示出了传统的，现有技术中的多探测器反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFBXDI)系统中不均勻的信号变化，而图2-4示出了本文描述的系统和方法的示例性实施方式。图1示出了传统的，现有技术中的具有多探测器反转扇形波束(MIFB)几何排列的 MIFB XDI系统中不均勻的信号变化。图2是示例性安检系统在X-Z平面内的示意图。图3是图1所示的安检系统在X-Y平面内的示意图。图4是适合与图2和3中所示的安检系统一起使用的多焦点χ射线源(MFXS)的示例性制作或制造方法的流程图。
具体实施例方式本文描述的实施方式提供了一种多探测器反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB XDI)系统，该系统构造成从多焦点χ射线源(MFXS)上的每个焦点发射若干笔形原χ射线波 束。MIFB XDI系统的光效率(photon efficiency)，也就是信噪比，大于或高于具有单个探 测器的传统系统的反转扇形波束。进一步说，MIFB XDI系统能够从多个投影方向上对物体 材料进行分析，并且通过协同使用MFXS进行χ射线衍射成像(XDI)和投影成像，该系统能 够与准3D层析X射线照相组合(tomosynthesis)系统兼容。MIFB XDI系统包括多焦点χ射线源(MFXS)，所述源非常紧凑，即长度不超过 500mm，这有助于在要扫描的物体上实现均勻的信号分布。另外，本文所介绍的MFXS比传统 的χ射线源制造起来更便宜，并且与包括在传统的MIFB系统和构造中的χ射线源相比具有 更长久的使用寿命。因此，包括本文所介绍的MFXS的MIFB XDI系统有助于降低系统的制 造成本，增加χ射线源的使用寿命，提供均勻的强度分布，减少出错报警率和/或增加检出 率。尽管本发明是就探测违禁品而描述的(所述违禁品包括但不限于，托运或随身行 李中的武器，爆炸物，和/或麻醉品)，本文描述的实施方式还可用于任意合适的安检或其 他X射线衍射成像应用，包括塑料循环利用，制药和非破坏性试验工业中的应用。进一步 说，附图中所示的角度和/或尺寸可能是不成比例的，并可能为了清楚而夸大。图2是示例性安检系统10在X-Z平面内的示意图。在示例性实施方式中，安检系 统10是一种多探测器反转扇形波束X射线衍射成像(MIFB XDI)系统，该系统包括多焦点 χ射线源(MFXS) 12，检查区14，构造成支撑物体的支撑体16，主准直仪18，次准直仪20。安 检系统10还包括两种探测器，即传输探测器22阵列和多个离散相干χ射线散射探测器24。 传输探测器22在ζ轴方向上与相干χ射线散射探测器24偏离。在示例性实施方式中，MFXS12能从多个焦点顺序地发出χ射线辐射，所述焦点如 下所述在基本与y轴平行与ζ轴正交的方向上沿着MFXS12分布。在示例性实施方式中， MFXS12具有九个(9)焦点，如图3所示。在替换的实施方式中，MFXS 12具有近似40到100 个焦点。然而，对本领域技术人员来说显而易见的并能够通过本文提供的教导得出的是，在 其他替换实施方式中，MFXS 12还可包括任意合适数目的焦点，它们使得安检系统10能够 如本文所述的那样工作。进一步说，在示例性实施方式中，MFXS12被定位于或耦合到下支撑表面，比如地板 处或靠近地板，此时传输探测器22和相干χ射线散射探测器24被定位于或耦合到上支撑结构，比如天花板处或靠近天花板。在替换实施方式中，MFXS12被定位于或耦合到上支撑结 构，比如天花板处或靠近天花板，而传输探测器22和相干χ射线散射探测器24被定位于或 耦合到下支撑表面，比如地板处或靠近地板。进一步说，在示例性实施方式中，MFXS12，传输 探测器22和相干χ射线散射探测器24是静止的，支撑体16是能够在基本平行于ζ轴的方 向上前后移动的传送带，而检查区14是传送带移动通过的行李隧道。在替换实施方式中， MFXS12，传输探测器22和相干χ射线散射探测器24能够至少在基本平行于ζ轴的方向上 协同移动，而支撑体16是静止的。在某些替换实施方式中，MFXS12，传输探测器22，相干χ 射线散射探测器24和支撑体16都能够移动。在示例性实施方式中，MFXS12构造成从MFXS12的每个焦点处发出χ射线扇形波 束32。每个扇形波束32基本位于一个平面内，该平面与垂直的χ轴成角度33，所述χ轴与 ζ轴和y轴正交。每个扇形波束32指向传输探测器22。在示例性实施方式中，角度33近 似为十度。在替换实施方式中，角度33近似为十五度。在另外的替换实施方式中，角度33 为任意合适的角度，该角度能够使得安检系统10如本文所述的方式工作。另外，MFXS12构造成从MFXS12的每个焦点穿过主准直仪18发出一组χ射线笔形 波束34。每个笔形波束34指向对应的会聚点35，该会聚点与MFXS12位于同一 X-Y平面内。 进一步地，每一会聚点35的位于相同的X坐标值处，但在不同的Y坐标值处。因为每个笔 形波束34都在相同的X-Y平面发出，只有一个笔形波束34 (和只有一个会聚点35)能够在 图1的χ-ζ横截面视图中可见。典型地，来自每个笔形波束34的χ射线辐射的一部分一旦与检查区14中的容器 (未示出)发生接触，就会在各个方向上发生散射。次准直仪20构造成帮助确保到达每个 相干X射线散射探测器24的散射辐射36的一部分相对于对应的笔形波束34具有恒定的 散射角θ，散射辐射36源于该笔形波束34。在某些实施方式中，散射角θ近似为0.04弧 度。相干χ射线散射探测器24可被放置在笔形波束34和扇形波束32之间，以便确保只有 来自前者而非后者的散射辐射被探测到。例如，次准直仪20构造成用于吸收不与散射辐射 36的方向平行的散射辐射(未示出)。进一步说，尽管在示例性实施方式中，次准直仪20 和相干χ射线散射探测器24相对于ζ轴被放置在笔形波束34的一侧，在替换实施方式中， 次准直仪20和相干χ射线散射探测器24也可相对于ζ轴被放置在笔形波束34的另一侧， 或两侧。在示例性实施方式中，传输探测器22为电荷积累式探测器(charge integrationdetector)，而相干χ射线散射探测器24为脉冲计数能量解析式探测器 (pulse-counting energy-resolving detector)。传输探测器 22 禾口每个相干 χ 射线散射 探测器24与多条通道40进行电通信，例如，N条通道C1, . . . Cn，其中N是根据安检系统10 的构造选取的。通道40将由传输探测器22和每个相干χ射线散射探测器24收集到的数 据电传送给数据处理系统42。在示例性实施方式中，数据处理系统42将传输探测器22的 输出和相干χ射线散射探测器24的输出结合，生成关于放置在检查区14内物体内容的信 息。例如，但不作为限定，数据处理系统42可生成检查区14中容器(未示出)的多重视角 投影和/或截面图像，这会识别出被XDI分析探测到的特定物质在容器中的位置。在示例性实施方式中，数据处理系统42包括处理器44，其与传输探测器22和相干 χ射线散射探测器24电通信。处理器44构造成从相干χ射线散射探测器24接收代表所探测到的X射线量子的输出信号，并根据相干X射线散射探测器24探测到的散射辐射内的X 射线量子的能量E的光谱生成动量转移值χ的分布。正如本文中用到的，术语处理器并不 局限于本领域中被称作处理器的集成电路，而是广泛地指计算机，微控制器，微机，可编程逻辑控制器，专用集成电路，以及任意其他适合的可编程电路。计算机可包括一个装置，例 如软盘驱动器，CD-ROM驱动器和/或任意适合的装置，用来从适合的计算机可读介质(例 如软盘，光盘只读存储器(⑶-ROM)，磁光盘(MOD)，或数字化通用磁盘(DVD))中读取数据。 在替换实施方式中，处理器44执行存储在固件中的指令。图3是安检系统10在X-Y平面内的示意图。进一步参见图3，在一种实施方式 中，多探测器反转扇形波束(MIFB) 50沿χ轴52被投影到X-Y平面上。在一种实施方式中， MFXS12从多个焦点54顺序地发出辐射。更具体地，MFXS12包括阳极56和多个焦点54，所 述焦点沿与MFXS12的y轴58共线的阳极56的长度设置。每个焦点54顺序地受激发发 出χ射线扇形波束。例如，焦点F1发出扇形波束MIFB50，其在相干χ射线散射探测器D1到 相干χ射线散射探测器D13 (包括相干χ射线散射探测器D13)之间延伸并被相干χ射线散 射探测器D1到相干χ射线散射探测器D13(包括相干χ射线散射探测器D13)所探测到，并 且所述扇形波束MIFB50包括多个笔形原波束60。焦点54被标记为具有运转指数i的F1, F2, ...Fi, ... Fn。主准直仪18构造成从每个焦点54发出的辐射中选出指向一系列被标记 为具有运转指数j的O1, O2, . . . Oj, ... Om的会聚点60的原波束，而不论受激发的是哪个焦 点54。在图3中示出了十条原波束60，其中焦点F1被激发，每个原波束60从焦点F1发出， 指向对应的会聚点01;02，. . . Oj,.. . Oltl，这些会聚点沿着平行于y轴坐标为X = L的直线放 置。多个离散的相干χ射线散射探测器24 (被标记为具有运转指数j的的离散相干χ 射线散射探测器D1, D2,. . . Dj,.. . Dk)沿着Z轴方向与对应会聚点62隔开适合的或期望的距 离放置，以便在离散的相干χ射线散射探测器A中记录与原波束？。.成角度θ的相干散射。 在一种实施方式中，在散射中心和对应的相干χ射线散射探测器A之间的距离约为750mm 时，对于大约0. 037弧度的散射角，该距离约为30mm。MFXS和离散相干χ射线散射探测器 的组合有助于检查放置在检查区内物体的体积，而不会有检测不到或测量不到XDI信号的 死区。标记为Pij的原波束60传播穿过检查区14内的物体(未示出)时，原波束Pij与 物体相互作用产生相干散射，所述相干散射可在相干X射线散射探测器例如 +1，Dj+2, Djm, 和/或D」_2中被探测到。如图3所示，原波束Pn，P12，P13, P14, P15，...Plm从焦点F1发出并 分别指向对应的会聚点O1, O2, O3, O4, O5,. . . 0m。每条原波束Pn，P12，P13, P14，P15，... Plm移动 通过检查区14时，每条原波束P11, P12，P13，P14，P15，...Plm与放置在检查区14内的物体(未 示出)发生碰撞和/或相互作用，从而产生相干散射(未示出)，所述相干散射在一个或更 多的相干χ射线散射探测器例如D1, D2, D3, D4, D5, . . . Dk处可以被探测到。在一种实施方式中，MFXS12放置在笛卡尔坐标系的Y轴(χ = 0)上。每个焦点54 在间距Ps的网格上具有位置。进一步说，会聚点62位于平行于y轴坐标为X = L处，且每 个会聚点62在间距Pt的网格上具有位置。在特别的实施方式中，对于XDI托运行李筛查系 统来说，L约为2000毫米(mm)到约2500mm，Ps约为25mm，而Pt约为50mm到约200mm。在 该实施方式中，多个相干χ射线散射探测器24被放置在与会聚点62相同的y坐标处。一对相干X射线散射探测器24可与对应会聚点62相关，其中该对相干X射线散射探测器24位于X-Y平面的两侧。在另外的实施方式中，使用了十三个(13)会聚点来使得若干会聚点 的位置排列能包括不同数目的相干χ射线散射探测器24。如果所有的会聚点62都具有探 测器对，那么安检系统10可包括二十六个(26)相干χ射线散射探测器24。在替换的实施 方式中，可在会聚点位置1，3，5，7，9，11和13处放置更少的相干χ射线散射探测器24;或 在会聚点位置1，4，7，10和13处；或在会聚点位置1，5，9和13处放置以便解决制作和/或 成本的限制。一种包括在y方向跨越总共2000mm宽度的13个会聚点的MIFB构造要求在 y轴方向上距每个焦点54的扇形角度约为55°。进一步参见图3，最右边的探测器D13探测到来自MFXS12的被标记为F1, F2,... Fi,... F9的每个焦点54的多条被标为P113，P213, . . . Pij,. . . P913的原波束60 (本文中 可被替换指为原波束的反转扇形波束70)，它们是由主准直仪18传输的。反转扇形波束70 明显地比图3中所示的检查区14的宽度窄。图3中示出的MFXS12是为了清楚才这样示出 的，可能比示出的要小。另外，尽管如上所述仅示出了 13个会聚点62，但实际上会聚点62 的数目可以大得多。进一步说，散射信号与安检系统10所包括的相干χ射线散射探测器24 的数目成比例。图3包括指向对应的会聚点A并被对应的相干χ射线散射探测器&探测的原波束 的若干个反转扇形波束70。在对检查区14内的物体进行扫描的过程中(此时MFXS12的每 个焦点54被顺序地激发)，物体截面被完全地辐射到并且散射信号也从物体的整个宽度被 测量到。在该实施方式中，不需要发生任何机械移动来实现对物体的完全2-D扫描。MFXS12 仅利用了沿y轴的小χ射线源尺寸就实现了上述操作。在示例性实施方式中，MFXS沿y轴 的长度小于大约500mm。小χ射线源尺寸从成本和可靠性的角度来看是有利的。在一种实施方式中，通过至少M个相干χ射线散射探测器可以观察到物体截面中
的每一点。可以看到当相邻相干χ射线散射探测器之间的常规间隔P满足以下方程时才能
达到该冗余条件<formula>formula see original document page 9</formula>
其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从MFXS12的y轴58到检查区14的顶部表面 72的距离，而V是顶部表面72到相干χ射线散射探测器平面X = L的距离。在一种适合进行随身行李筛查的实施方式中，Ws近似为400mm，U近似为1400mm， 而V近似为700mm。因此，根据方程1相干χ射线散射探测器间距或间隔P在M = 1时为 200mm而在M = 2时为100mm。M = 1时，物体截面的所有点被多个焦点所发出的多条到一 个相干χ射线散射探测器A上的原波束中的至少一条扫描。M = 2时，物体截面的所有点 被多个焦点发出的多条到一个相干χ射线散射探测器A上的原波束中的至少两条扫描。探测器阵列的整个侧向广度，也就是从相干χ射线散射探测器D1到相干χ射线散 射探测器D13的距离，近似为2200mm，并对应于23个具有IOOmm探测器间距或间隔的相干 χ射线散射探测器24。相邻的相干χ射线散射探测器24之间的间隔足够大，这样来自某个 原波束Pij的串扰散射具有足够大的散射角使其相干散射影响可以忽略不计，所述串扰散 射由原波束Pij所指向的相干χ射线散射探测器Dj相邻的相干χ射线散射探测器Dj+1所测 量。
参见图4，在一种实施方式中，提供了一种用于多反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB XDI)系统的多焦点χ射线源(MFXS)的制作或制造方法100。MIFB XDI系统包括检 查区和多个相对于检查区放置的相干χ射线散射探测器，所述相干χ射线散射探测器构造 成用于探测在多条原波束传播穿过位于检查区内的物体时的来自多个原波束的相干散射 射线。在102，沿着与MIFB XDI系统的y轴共线的MFXS长度限定多个焦点(N)。每个焦 点构造成顺序地受激发发出包括多个原波束的X射线扇形波束，所述多个原波束的每一个 都指向多个会聚点中的对应会聚点，所述多个会聚点沿着平行于y轴坐标为X = L的直线设置。在104，MFXS相对于MIFB XDI系统的检查区被放置，从而多个相干χ射线散射探 测器中的至少M个相干χ射线散射探测器构造成用来探测在多个原波束传播穿过检查区内 物体的截面以扫描该截面时的来自多个原波束的散射射线，此时相对于沿着坐标为X = L 的直线的对应会聚点放置的多个相干χ射线散射探测器中的相邻相干χ射线散射探测器之 间的间隔P满足上述的方程1，其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表 面的距离，而V是顶部表面到坐标为X = L的直线的距离。在一种实施方式中，Ws近似为 400mm, U近似为1400mm而V近似为700mm。在M = 1时，间隔P为200mm，而在M = 2时， 间隔P为100mm。进一步说，形成的MFXS沿y轴的长度小于500mm。上面所介绍的MIFB XDI系统包括非常紧凑的MFXS，也就是长度不大于500mm，这 有助于在要扫描的物体上实现均勻的信号分布。另外，本文所描述的MFXS比传统的χ射线 源制造起来更便宜，并且比传统MIFBXDI系统和构造所包括的χ射线源具有更长的使用寿 命。因此，包括本文所描述的MFXS的MIFB XDI系统有助于降低系统的制造成本，增加χ射 线源的使用寿命，提供均勻的强度分布，减少出错报警率和/或增加检出率。这份书面描述运用示例公开本发明(包括最佳方式)，并用来使本领域的任何技 术人员能够实施本发明，包括制作和使用任意的装置或系统以及执行任意包括的方法。本 发明的可专利范围是由权利要求限定的，并且可包括其他本领域技术人员能够想到的示 例。如果这些示例所具有的结构元件与权利要求的字面语言并无区别，或它们所包括的是 与权利要求的字面语言并无实质区别的等效结构元件，那么所述其他示例也应被纳入本权 利要求的范围。
权利要求
一种用于多个反转扇形波束x射线衍射成像(MIFB XDI)系统的多焦点x射线源(MFXS)，所述系统包括检查区和多个相干x射线散射探测器，所述探测器相对于检查区放置并构造成用来探测在多个原波束传播穿过检查区内的物体时来自该多个原波束的相干散射射线，所述多个相干x射线散射探测器相对于多个会聚点放置，所述会聚点沿着平行于MIFB XDI系统的y轴、坐标为X＝L的直线放置，所述MFXS包含沿与y轴共线的MFXS的长度限定的多个焦点(N)，多个焦点中的每一个焦点都被构造成顺序地受激发发出包括多个原波束的x射线扇形波束，所述多个原波束的每一个都指向多个会聚点中的对应会聚点，所述MFXS构造成用来生成多个原波束，而多个相干x射线散射探测器中的至少M个相干x射线散射探测器构造成用来探测在多个原波束传播穿过检查区内的物体的截面时来自该多个原波束的相干散射射线，此时多个相干x射线散射探测器中的相邻相干x射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程 <mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>W</mi> <mi>S</mi></msub><mo>·</mo><mi>V</mi> </mrow> <mrow><mi>M</mi><mo>·</mo><mi>U</mi> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow>其中Ws是该多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶部表面到坐标为X＝L的直线的距离。
2.根据权利要求1所述的MFXS，其中M= 1时，截面的所有点被多个焦点发出的到一 个相干χ射线散射探测器A上的多条原波束中的至少一条扫描。
3.根据权利要求1所述的MFXS，其中Ws近似为400mm，U近似为1400mm，而V近似为 700mmo
4.根据权利要求1所述的MFXS，其中在M= 1时，间隔P为200mm。
5.根据权利要求1所述的MFXS，其中在M= 2时，间隔P为100mm。
6.根据权利要求1所述的MFXS，其中MFXS沿y轴的长度小于500mm。
7.—种多个反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB XDI)系统，包含多焦点χ射线源(MFXS)，所述源包含阳极和多个焦点(N)，所述焦点沿与MFXS的y轴 共线的阳极的长度设置，多个焦点中的每个焦点构造成顺序地受激发发出包括多个原波束 的χ射线扇形波束；检查区；和多个相干χ射线散射探测器，所述探测器相对于检查区放置并构造成用来探测在多个 原波束传播穿过检查区内的物体时来自多个原波束的相干散射射线，多个相干χ射线散射 探测器中的每个相干χ射线散射探测器相对于沿平行于y轴、坐标为X = L的直线放置的 多个会聚点中对应的会聚点放置，多个相干χ射线散射探测器中的至少M个相干χ射线散 射探测器构造成用来探测在多个原波束传播穿过物体的截面时的相干散射射线，并且多个 相干χ射线散射探测器中的相邻相干χ射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程<formula>formula see original document page 2</formula>其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶部表 面到坐标为X = L的直线的距离。
8.根据权利要求7所述的MIFBXDI系统，其中M = 1时，截面的所有点被多个焦点发 出的到一个相干χ射线散射探测器A上的多条原波束中的至少一条扫描。
9.根据权利要求7所述的MIFBXDI系统，其中Ws近似为400mm，U近似为1400mm，而 V近似为700mm。
10.根据权利要求7所述的MIFBXDI系统，其中在M = 1时，间隔P为200mm。
11.根据权利要求7所述的MIFBXDI系统，其中在M = 2时，间隔P为100mm。
12.根据权利要求7所述的MIFBXDI系统，其中MFXS沿y轴的长度小于500mm。
13.一种用于多个反转扇形波束χ射线衍射成像(MIFB XDI)系统的多焦点χ射线源 (MFXS)的制造方法，所述MIFB XDI系统包括检查区和相对于检查区放置的多个相干χ射线 散射探测器，所述相干χ射线散射探测器构造成用来探测在多个原波束传播穿过检查区内 的物体时来自多个原波束的相干散射射线，所述方法包含沿着与MIFB XDI系统的y轴共线的MFXS长度限定多个焦点(N)，多个焦点中的每个焦 点构造成顺序地受激发发出包括多个原波束的χ射线扇形波束，所述多个原波束的每一个 都指向多个会聚点中的对应会聚点，所述多个会聚点沿着平行于y轴、坐标为X = L的直线 放置；将MFXS相对于MIFB XDI系统的检查区放置，多个相干χ射线散射探测器中的至少M 个相干χ射线散射探测器构造成探测在多个原波束传播穿过检查区内物体的截面时的相 干散射射线，并且相对于沿着坐标为X = L的直线上的对应会聚点放置的多个相干χ射线 散射探测器中的相邻相干χ射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程<formula>formula see original document page 3</formula>其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶部表 面到坐标为X = L的直线的距离。
14.根据权利要求13所述的方法，其中Ws近似为400mm，U近似为1400mm，而V近似为 700mm。
15.根据权利要求13所述的方法，其中在M=1时，间隔P等于200mm。
16.根据权利要求13所述的方法，其中在M= 2时，间隔P等于100mm。
17.根据权利要求13所述的方法，其中MFXS被形成为沿y轴的长度小于500mm。
全文摘要
紧凑的多焦点X射线源，X射线衍射成像系统，以及紧凑的多焦点X射线源的制造方法。本发明涉及一种用于多个反转扇形波束x射线衍射成像(MIFB XDI)系统的多焦点x射线源(MFXS)。MFXS包括沿与y轴共线的MFXS的长度限定的多个焦点(N)。MFXS构造成用来生成多个原波束，而至少M个相干x射线散射探测器构造成探测在原波束传播穿过检查区内物体的截面时来自原波束的相干散射射线，此时相邻相干x射线散射探测器之间的间隔P满足以下方程其中Ws是多个焦点的侧向广度，U是从y轴到检查区顶部表面的距离，而V是从顶部表面到坐标为X＝L的直线的距离。
文档编号G01N23/201GK101825586SQ20101014893
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月19日
发明者G·哈丁 申请人:莫弗探测公司