X射线组件及涂层的制作方法_2

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X射线组件30可以在50瓦特或者更低的瓦特下操作。X射线组件30的低功率配置可以允许通过诸如被动式空气冷却、强制型空气冷却或传导冷却等简单的冷却方法来冷却X射线组件30。在一些配置中,灌封材料42可以是导热性的以促进冷却。
[0032]如所图示的,靶标82可以被定位在阳极组件38的末端(tip)上。靶标82的配置(例如大小、形状和/或定位)可以受到各种因素的影响。例如,靶标82的大小可以被最小化,因为形成靶标82的材料(铭、钯、妈、银、络、钛、钼等)可能很昂贵。在另一示例中,可以选择靶标82的配置以减小从阳极组件38发射的光谱杂质。在又一示例中,可以选择靶标82的形状或定位以促进靶标82到阳极组件38的附接。
[0033]在一些配置中,靶标82可以通过钎焊耦合到阳极组件38。钎焊靶标82可以是有利的,因为钎焊可以:促进对容差的更紧密的控制;促进对材料的均匀加热;减小接合的材料的热变形;和/或促进产生干净接合点。在一些情况下,钎焊可以是相对昂贵的工艺。例如,钎焊可以采用大量材料并且该材料在一些情况下可能很昂贵。在一些情况下,如果靶标82由银形成,则钎焊可能不适合用于将靶标82耦合到阳极组件38。
[0034]在一些配置中,靶标82可以通过铸造耦合到阳极组件38。在一些配置中,靶标82和阳极组件38可以被互补地线程化,使得靶标82可以螺旋进入到阳极组件38中。在其它配置中,靶标82可以通过任意合适的紧固配置在机械上耦合到阳极组件38。在一些配置中,形成靶标82可以包括诸如机加工或抛光等以平滑靶标82的表面的次要精整步骤。
[0035]图2B和图3是图1的X射线组件的部分的视图。联合参考图2B和图3,将进一步详细地讨论X射线组件30的部分的方面。为了清楚而省去了 X射线组件30的其中一些部件的标记。电子发射器62可以生成可以在各种路径上行进的电子的通量。带负电的电子可以被吸引到阳极,因为阳极带正电。大部分电子可以从电子发射面46朝着X射线发射面48行进。
[0036]X射线组件30可以包括在图2B中进一步详细图示的聚焦电极60。聚焦电极60可以被配置成对从电子发射面46向X射线发射面48行进的电子聚焦。例如,聚焦电极60可以生成有助于朝着X射线发射面48引导电子的电场。如所图示的,聚焦电极60可以包括U形配置。聚焦电极60可以被定位在阳极组件38的至少部分周围。具体地,聚焦电极60可以被定位在阳极组件38的X射线发射面48周围。U形配置可以在端部66处终止,端部66可以被定位在阴极组件36附近。在一些配置中,端部66可以被定位成仅缺乏与阴极组件36的物理接触。在这样的配置中,阴极组件36和U形聚焦电极60可以共同地形成圆形结构。在其它配置中,聚焦电极60可以包括用于聚焦的任意合适的形状和/或尺寸。由电子聚焦电极60生成的电场力可以有助于朝着靶标82引导电子。其中一些电子可以碰撞(impact)靶标82并且可以被吸收或者可以被反弹。
[0037]图3图示由电子发射器62发射的电子的一些示例行进路径。电子可以如电子路径102a所图示地从电子发射面46朝着X射线发射面48行进。电子可以碰撞X射线发射面48和/或可以被靶标82吸收导致辐射102b的发射。所发射的辐射102b的特性(例如波长、频率和/或能量)可以取决于靶标82的材料、碰撞电子的能量、X射线组件30的电压和/或其它方面。因此,靶标8 2的材料可以使得所发射的辐射102b是X射线辐射。所发射的辐射1 2b可以朝着X射线发射窗口 32行进并且朝着样本52通过X射线发射窗口 32。
[0038]碰撞靶标82的其中一些电子可以被靶标82后向散射而非被靶标82吸收。电子后向散射的可能性可以取决于各种因素,诸如靶标82的材料、碰撞电子的能量、X射线组件30的电压、和/或其它方面。在一些配置中,大约50%的电子可以被后向散射。在一些配置中,30 %到60 %的电子可以被后向散射。被后向散射的电子可以在碰撞革El标82之后如电子路径102c所图示地被反弹离开X射线发射面48。反弹电子可以沿着阳极组件38的长度行进。在一些配置中,阳极组件38的正电荷和/或由电子聚焦电极60生成的朝着靶标82引导电子的电场力可以有助于沿着阳极组件38的长度来定向反弹电子。
[0039]在电子路径102c的端部,电子可以碰撞阳极组件38的一侧,并且可以被吸收以引起辐射发射102d或者可以如电子路径102c所指示地被再次反弹。再次反弹的电子可以沿着电子路径102e行进并且例如在电子路径102e的端部处进一步沿着阳极组件38的长度碰撞阳极组件38的一侧。碰撞电子可以被吸收以引起辐射发射102f或如电子路径102g所指示的再次反弹。再次反弹的电子可以沿着电子路径102g行进并且例如在电子路径102g的端部处进一步沿着阳极组件38的长度碰撞阳极组件38的一侧。碰撞电子可以被吸收以引起辐射发射102h或如电子路径102i所指示的再次反弹。再次反弹的电子可以沿着电子路径102i行进并且例如在电子路径102i的端部处进一步沿着阳极组件38的长度碰撞阳极组件38的一侧。碰撞电子可以被吸收以引起辐射发射102j或再次反弹(未图示)。其中一些电子可以沿着阳极组件38的长度继续反弹得比电子路径102c、102e、102g和102i所图示的更远。
[0040]在沿着阳极组件38的长度的任何碰撞点处,电子可以被吸收或者反弹。电子反弹的可能性可以取决于各种因素,诸如被碰撞的材料的特性、碰撞电子的能量、X射线组件30的电压、和/或其它方面。反弹电子的量可以沿着阳极组件38的长度减小。例如,反弹电子的量可以随着电子路径102c、102e、102g和102i之间的每个连续的反弹而减小。在一些配置中,大约30%的碰撞阳极组件38的电子可以在碰撞时从阳极组件38反弹。虽然在阳极组件38的一侧图示所说明的电子路径和发射的辐射102c-102j,然而反弹电子可以在任何侧沿着阳极组件38行进。
[0041]如果反弹电子没有被反弹,则其可以被吸收从而产生辐射的发射,诸如辐射发射102d、102f、102h或102j。虽然在沿着阳极组件38的长度的某些点处图示所发射的辐射102d、120f、102h和102j,然而反弹电子可以在沿着阳极组件38的长度的任何点处碰撞和/或可以被吸收从而在沿着阳极组件38的长度的其它碰撞点处产生所发射的辐射。来自反弹电子的所发射的辐射的特性(例如波长、频率和/或能量)可以取决于被碰撞的材料的特性、碰撞电子的能量、X射线组件30的电压、和/或其它方面。在一些配置中,阳极组件38和靶标82可以由不同的材料形成或者可以包括不同的材料。
[0042]在一些配置中,阳极组件38可以包括由具有高的热传导性的材料形成或者包括具有尚的热传导性的材料的阳极基座74。在一些配置中,阳极基座74可以包括铜或者可以完全由铜来形成。在一些配置中,阳极基座74可以包括阳极组件38的没有作为靶标82的部分。包括铜的阳极组件可以称为铜阳极组件。在一些配置中,靶标82可以由铑、钯、钨、银、铬、钛、钼或者其它合适的材料形成。
[0043]在其中阳极基座74包括不同于靶标82的材料的暴露的材料的配置中,来自反弹电子的所发射的辐射102d、102f、102h或102j可以引起光谱杂质,因为所发射的辐射102d、102f、102h或102j可以包括不同于来自由靶标82吸收的电子的所发射的辐射102b的特性。光谱杂质可能对于使用能力检测器54来获取关于样本52的信息而言是不理想的。例如,光谱杂质可能干扰由能量检测器54检测的信息。
[0044]附加地或者替选地,来自反弹电子的所发射的辐射(例如波长、频率和/或能量)的特性可以取决于电子的反弹数目。例如,与来自反弹两次、三次等的电子的所发射的辐射的特性相比,来自反弹一次的电子的所发射的辐射的特性可能对于获取关于样本52的信息而言更不理想。具体地,与来自反弹两次、三次等的电子的所发射的辐射相比,来自反弹一次的电子的所发射的辐射可以导致更多的干扰和/或噪声。
[0045]X射线组件30可以被配置成减小、最小化或防止来自反弹电子的所发射的辐射以朝着样本52和/或朝着能量检测器54行进通过X射线发射窗口 32。例如,在一些配置中,X射线组件30可以包括视界因子(配置因子、形式因子和/或形状因子)使得来自反弹电子的其中一些所发射的辐射没有朝着X射线发射窗口 32行进。
[0046]如图3中所图示的,阳极组件38可以包括其间具有锥形部88的第一部分84和第二部分86,使得第二部分86包括大于第一部分84的对应尺寸(例如宽度、厚度、高度、直径、横截面尺寸、横截面面积等)的至少一个尺寸(例如宽度、厚度、高度、直径、横截面尺寸、横截面面积等)J射线发射面48可以被定位在阳极组件38的第一端上在第一部分84上。靶标82可以被定位在第一端上和/或可以覆盖阳极组件38的整个末端使得大部分电子碰撞靶标82而非阳极组件38的其它部分。
[0047]第一部分84的横截面尺寸可以与X射线发射面48的面积基本上相同。第二部分86可以包括大于第一部分84的对应尺寸(例如宽度、厚度、高度、直径、横截面尺寸、横截面面积等)的至少一个尺寸(例如宽度、厚度、高度、直径、横截面尺寸、横截面面积等)以促进阳极组件38的散热。第二部分86的横截面尺寸可以大于第一部分84的横截面尺寸。第一部分84和第二部分86的横截面尺寸可以有助于阳极组件38的散热特性。阳极组件38可以通过传导和/或放热来散热。在一些配置中,第一部分84可以是圆柱形,锥形部88可以是圆锥形,和/或第二部分86可以是圆柱形。
[0048]第一部分84的侧部可以横向和/或正交于X射线发射窗口32。这可以有助于减小沿着朝向X射线发射窗口 32的方向的反弹电子的发射。锥形部88可以被定位成以第一部分84的长度远离靶标82。第一部分84的长度可以使得小部分或没有反弹电子在X射线组件30操作时到达锥形部88。附加地或者替选地,第二部分86可以被定位成离靶标82—定的距离使得反弹电子没有可能到达第二部分86。
[0049]在非说明的配置中,靶标可以更大并且延伸到阳极组件38的长度的更下部。在这样的配置中,反弹电子可以碰撞靶标而非阳极组件38的其它材料,从而减小光谱杂质。然而,这可以减小散热,因为靶标的材料可能比阳极组件38的材料的导热性更差。如果散热被减小,则可能减小X射线组件30的操作条件和/或可靠性。另外,靶标的材料可能很贵并且具有更大靶标的配置可以增加材料成本。附加地或者替选地,生产成本可能增加,因为生产工艺更难。
[0050]图4是X射线组件的部分的视图。参考图4,将进一步详细地描述阳极组件138。阳极组件138可以包括类似于阳极组件38的方面,并且为了清楚和简洁,类似的部件可以包括类似的编号,如通过上下文所指示的。在一些配置中,阳极组件138可以是X射线组件30或者类似的X射线组件中的阳极组件38的替选。在一些配置中,阳极组件138可以在X射线组件中使用以促进通过阳极组件138的散热。这样的配置可以允许X射线
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