准单色光成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学成像技术领域，特别涉及一种准单色光成像系统。
【背景技术】
[0002]目前，纳米成像技术应用广泛，受到人们的高度重视。为符合高空间分辨纳米成像的技术要求，现有的纳米成像设备大都采用同步辐射光源，因为同步辐射光源的强度高，可以通过单色器等插入件将同步辐射光单色化，使同步辐射光符合纳米成像的技术要求。
[0003]但是，本申请的发明人发现:同步辐射装置体积庞大，造价昂贵，且数量有限，不便广泛使用。另外，由于实验室普通微焦斑光源的功率低，通过这种低功率光源得到的单色光用于高分辨纳米成像技术时，其成像效率会很低。由于高功率和微焦斑是一对矛盾，即:若光源焦斑小，则功率就会降低，若功率高，则光源焦斑就会大。简单来讲，这主要是因为功率升高了后，若光源焦斑太小的话，靶心就会被融化掉。因此，如何获取微焦斑且高功率的光源至今为止也没有得到很好的解决，也是本申请发明人一直致力解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，为解决现有技术中的问题，本实用新型实施例提出一种准单色光成像系统，能够实现高效纳米成像的同时降低设备成本，并提升设备的功能和寿命。
[0005]进一步来讲，本实用新型实施例提出的准单色光成像系统包括:X射线光源、准单色器、毛细管X光会聚透镜、会聚器、放大器及探测器；其中:所述X射线光源设置在所述毛细管X光会聚透镜的入口焦斑处，所述准单色器设置在所述X射线光源与所述毛细管X光会聚透镜之间，近于所述毛细管X光会聚透镜入口端；所述毛细管X光会聚透镜的出口焦斑处形成第一准单色微焦斑；所述会聚器的入口焦斑与所述毛细管X光会聚透镜的出口焦斑形成共聚焦结构，所述会聚器的出口焦斑处形成第二准单色微焦斑；所述会聚器的出口焦斑处放置有样品；所述会聚器的入口端处配置有所述调节器，用于挡住入射或出射于所述会聚器的中间部分X射线；所述放大器设置于所述样品之后的光路上，用于会聚并放大所述样品的成像信号；所述探测器设置在所述放大器之后，用于探测并收集所述样品的成像信号。
[0006]可选地，在一些实施例中，所述X射线光源为X射线光管发射的X射线束，所述X射线光管的靶材为钼、银或钨中的一种；和/或，所述X射线光源的功率范围为I?1000瓦。
[0007]可选地，在一些实施例中，所述毛细管X光会聚透镜为X射线会聚透镜；所述毛细管X光会聚透镜由单根单毛细管构成；或者，所述毛细管X光会聚透镜由多根单毛细管构成，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空间椭球曲面段。
[0008]可选地，在一些实施例中，所述毛细管X光会聚透镜中位于其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 > I ;和/或，所述毛细管X光会聚透镜的长度范围为3?10厘米，入口端直径范围为I?30毫米，出口端直径范围为I?10毫米，入口焦距4的范围为I?20厘米，出口焦距f2的范围为I?40毫米。
[0009]可选地，在一些实施例中，所述会聚器为椭球形，在沿其中心对称线方向上的截面为旋转椭球面段，沿垂直于其中心线方向的截面为圆形；其中，所述会聚器的长度范围为I?170毫米，入口焦距F的取值范围为5?50毫米，出口焦距f的取值范围为I?30毫米，入口端直径D的取值范围为2?20毫米，出口端直径d的取值范围为2?20毫米。
[0010]可选地，在一些实施例中，所述准单色器的制作材料为金属材料；和/或，所述会聚器的制作材料为铅玻璃。
[0011 ] 可选地，在一些实施例中，所述会聚器的长度为30毫米，入口直径为10毫米，出口直径为12毫米，入口焦距为30毫米，出口焦距为9毫米。
[0012]可选地，在一些实施例中，所述毛细管X光会聚透镜的长度L为65毫米，入口端的直径Din为17毫米，出口端的直径D _为2毫米；其中，在17.4keV能量点，所述毛细管X光会聚透镜的入口焦距4为73毫米，出口焦距f 2为13毫米，焦斑直径为25微米，功率密度放大倍数为8000。
[0013]可选地，在一些实施例中，所述放大器为波带片，所述波带片的最外层透射X射线圆环的直径与离开所述会聚器出口焦斑的X射线束的中空环状结构相匹配；波带片最外层透射X射线圆环的宽度范围I?200纳米；和/或，所述X射线探测器为空间分辨探测器，空间分辨范围为I?100微米，能量探测范围为9?lOOkeV。
[0014]可选地，在一些实施例中，上述准单色光成像系统还可包括:分析终端，与所述探测器连接，用于对所述样品的成像信号进行纳米成像分析。
[0015]相对于现有技术，本实用新型各实施例具有以下优点:
[0016]采用本实用新型实施例的技术方案后，本实用新型准单色光成像系统采用具有高功率密度增益的毛细管X光会聚透镜，结合会聚器，使X射线从大焦斑光源出来后，被准单色器和毛细管X光会聚透镜会聚成第一准单色微焦斑，X射线离开该第一准单色微焦斑后，被会聚器再次会聚，得到直径更小的并且准单色X射线微焦斑，该第二准单色微焦斑照射在到样品上，样品对应的X射线成像信号经过放大器后到达探测器，从而基于低功率光源的高分辨和高效率的X射线纳米成像，降低高效纳米成像技术对X射线源功率的要求，实现利用低功率的光源进行高效纳米成像，同时降低准单色光成像系统的设备成本，使其便于推广。
[0017]另外，本实用新型实施例充分利用毛细管X光会聚透镜和会聚器的特点，采用共聚焦结构对设备的功能和寿命都有很大的改善，进而提高成像设备的成像分析效率。
[0018]本实用新型实施例的更多特点和优势将在之后的【具体实施方式】予以说明。
【附图说明】
[0019]构成本实用新型实施例一部分的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0020]图1为本实用新型实施例的准单色光成像系统的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型实施例中毛细管X光会聚透镜的示意图；
[0022]图3为图2中毛细管X光会聚透镜沿垂直于其中心线的剖面示意图；
[0023]图4为本实用新型实施例中会聚器的结构及光路示意图；
[0024]图5为图4中会聚器沿垂直于其中心线的剖面示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]I X射线光源
[0027]2 准单色器
[0028]3 毛细管X光会聚透镜
[0029]4 第一准单色微焦斑
[0030]5 调节器
[0031]6 会聚器
[0032]7 第二准单色微焦斑
[0033]8 放大器
[0034]9 探测器
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]为实现高效率的纳米成像，本实用新型实施例采用准单色器和毛细管X光会聚透镜会聚大焦斑光源的发散X光得到第一准单色微焦斑，在后续光路中，通过调节器和会聚器进一步会聚第一准单色的微焦斑得到更小的第二准单色微焦斑，该第二准单色微焦斑照射在样品上，从而实现高效率纳米成像。
[0038]下面结合附图，对本实用新型的各实施例作进一步说明:
[0039]参照图1，其示出了本实施例提出的一种准单色光