CN102200640A - 一种用于x射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于X射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置，包括彼此分离的纵向硅片组和横向硅片组；纵向硅片组由纵向硅片连接件连接若干纵向硅片组成，横向硅片组由横向硅片连接件连接若干横向硅片组成；硅片相互之间分别彼此分离，具有间隔；每一片纵向硅片及横向硅片表面为一个平面，相邻两个纵向硅片同一侧的平面延伸所构成的纵向平面夹角相同；相邻两个横向硅片同一侧的平面延伸所构成的横向平面夹角相同；所有纵向硅片同一侧平面延伸共有同一条纵向平面夹角线，并垂直于横向硅片同一侧平面延伸共有同一条横向平面夹角线。本发明优点是：采取横向硅片组和纵向硅片组分离从而避免在硅片上切割安装孔，简化了工艺，结构简单，易于制造，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于X射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置，属于光机技术领域，尤其是X射线探测技术领域。
背景技术
X射线是一种对物质有一定穿透能力的电磁波，适合于穿透探测，尤其是对隐藏在金属遮挡物后的目标的成像探测，已经广泛应用于医疗和安检领域。X射线在固体物质中的折射率略小于空气中的折射率，这一特点决定了X射线汇聚光学系统通常采用反射式而非折射式光学系统。龙虾眼透镜装置式基于一种仿生学设计，仿造龙虾等甲壳类动物的眼睛，具有一种锥形方格阵列的结构，由于视场大，灵敏度高，在X射线成像探测领域有着特殊的应用前景。X射线光束掠入射到每个单元格的四壁时会发生全反射。在一对相对两壁发生奇数次反射，在另外一对相对两壁也发生奇数次反射的平行入射光，将如同一个透镜一样汇聚成一个点；在一对相对两壁发生偶数次反射，在另一对相对两壁发生奇数次反射的平行入射光将汇聚成一条线；在一对相对两壁发生偶数数次反射，在另外一对相对两壁也发生偶数次反射的平行入射光将不发生汇聚，形成背景噪声。
现有技术的龙虾眼透统装置，其技术结构较复杂，加工难度大。美国物理公司曾提出一项专利（公开号CN101287985A），用于便携式的龙虾眼X射线成像探测仪。其采用表面光滑度达到半导体工业级别的硅片，切割成扇环形，在其表面镀金属膜，并在内外弧上切割细密的安装公母槽，将公片和母片通过安装槽相互交叉构成龙虾眼透镜装置。尽管这种抛光工艺是基于平面抛光，一定程度降低了加工难度，但这种方法需要采用精密切割工艺在硅片上切割细密的安装槽，因此，成本仍然较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、易于制造、成本低的龙虾眼透镜装置。
本发明的技术方案是：
一种用于X射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置，它包括彼此分离的纵向硅片组和横向硅片组；所述纵向硅片组由纵向硅片连接件连接若干纵向硅片组成，横向硅片组由横向硅片连接件连接若干横向硅片组成；所述的纵向硅片和横向硅片厚度相同，且均为长方形；纵向硅片相互之间，及横向硅片相互之间分别彼此分离，具有间隔；每一片纵向硅片及横向硅片表面为一个平面，相邻两个纵向硅片同一侧的平面延伸所构成的纵向平面夹角相同；相邻两个横向硅片同一侧的平面延伸所构成的横向平面夹角相同；所有纵向硅片同一侧平面延伸共有同一条纵向平面夹角线，并垂直于横向硅片同一侧平面延伸共有同一条横向平面夹角线。
进一步的技术方案是：
所述的龙虾眼透镜装置，其纵向平面夹角与横向平面夹角相等。
所述的龙虾眼透镜装置，其纵向硅片组和横向硅片组的侧面边缘分别在同一个平面上。
所述的龙虾眼透镜装置，其每一片纵向硅片和横向硅片表面经抛光后的表面粗糙度为r.m.s≤0.5nm。
所述的龙虾眼透镜装置，其每一片纵向硅片和横向硅片表面经抛光后镀有金属膜。
所述的龙虾眼透镜装置，其金属膜为金膜或银膜。
所述的龙虾眼透镜装置，其纵向硅片连接件为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于纵向硅片组所有纵向硅片厚度与所有纵向硅片间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于纵向硅片厚度；每个纵向硅片组的四个角各有一根纵向硅片连接件，每个纵向硅片相邻的两边缘夹角嵌入所述纵向硅片连接件方形凹槽中。
所述的龙虾眼透镜装置，其横向硅片连接件为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于横向硅片组所有硅片厚度与所有横向硅片间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于横向硅片厚度；每个横向硅片组的四个角各有一根横向硅片连接件，每个横向硅片相邻的两边缘夹角嵌入所述横向硅片连接件方形凹槽中。
所述的龙虾眼透镜装置，其纵向硅片连接件与横向硅片连接件固定在外置结构件上构成一个整体；所述的固定连接是螺纹连接，或铆接，或胶粘结。
本发明具有以下显著的优点：1、结构简单；2、无需对硅片进行超精细切割；3、成本低廉。
附图说明
图1为纵向硅片组示意图；
图2为横向硅片组示意图；
图3为纵向硅片组与横向硅片组装配组合的示意图；
图4为横向硅片组连接固定示意图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：
如图1、2、3、4所示，一种用于X射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置，它包括彼此分离的纵向硅片组1和横向硅片组2；所述纵向硅片组1由纵向硅片连接件3连接若干纵向硅片1.1组成，横向硅片组2由横向硅片连接件4连接若干横向硅片2.1组成；所述的纵向硅片1.1和横向硅片2.1厚度相同，且均为长方形；纵向硅片1.1相互之间，及横向硅片2.1相互之间分别彼此分离，具有间隔；每一片纵向硅片1.1及横向硅片2.1表面为一个平面，相邻两个纵向硅片1.1同一侧的平面延伸所构成的纵向平面夹角θ’相同；相邻两个横向硅片2.1同一侧的平面延伸所构成的横向平面夹角θ相同；所有纵向硅片1.1同一侧平面延伸共有同一条纵向平面夹角线P’Q’，并垂直于横向硅片2.1同一侧平面延伸共有同一条横向平面夹角线PQ。所述的纵向平面夹角θ’与横向平面夹角θ相等。所述的纵向硅片组1和横向硅片组2的侧面边缘分别在同一个平面上。每一片纵向硅片1.1和横向硅片2.1表面经抛光后的表面粗糙度为r.m.s≤0.5nm。表面经抛光后镀有金属膜。所述的金属膜为金膜或银膜。所述的纵向硅片连接件3为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于纵向硅片组1所有纵向硅片1.1厚度与所有纵向硅片1.1间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于纵向硅片1.1厚度d；每个纵向硅片组1的四个角各有一根纵向硅片连接件3，每个纵向硅片1.1相邻的两边缘夹角嵌入所述纵向硅片连接件3方形凹槽中。所述的横向硅片连接件4为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于横向硅片组2所有硅片2.1厚度与所有横向硅片2.1间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于横向硅片2.1厚度d；每个横向硅片组2的四个角各有一根横向硅片连接件4，每个横向硅片2.1相邻的两边缘夹角嵌入所述横向硅片连接件4方形凹槽中。纵向硅片连接件3与横向硅片连接件4固定在外置结构件上构成一个整体；所述的固定连接是螺纹连接，或铆接，或胶粘结。
如图1、3所示，纵向硅片组1，其由n片相同尺寸且厚度为d的纵向硅片1.1组成，其中每一片都切割成长方形，第i片纵向硅片1.1上表面为A’iB’iC’iD’i所在的平面共有同一条交线P’Q’，相邻两个平面所张成的夹角为 
’，第i片纵向硅片1.1的边缘B’iC’i处于同一平面B’1C’1C’nB’n，第i片纵向硅片的边缘D’iA’i处于同一平面D’1A’1A’nD’n，第i片纵向硅片1.1的边缘C’iD’i处于同一平面C’1D’1D’nC’n。
如图2、3所示，所述横向硅片组2，其由n片相同尺寸且厚度为d的横向硅片2.1组成，其中每一片都切割成长方形，第i片横向硅片2.1上表面AiBiCiDi所在的平面共有同一条交线PQ， PQ 垂直于P'Q'，相邻两个平面所张成的夹角为
，第i片横向硅片2.1的边缘BiCi处于同一平面B1C1CnBn，第i片横向硅片2.1的边缘DiAi处于同一平面D1A1AnDn，第i片横向硅片2.1的边缘AiBi处于同一平面A1B1BnAn。
本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。
Claims (9)
1.一种用于X射线主动成像设备的龙虾眼透镜装置，其特征在于，它包括彼此分离的纵向硅片组（1）和横向硅片组（2）；所述纵向硅片组（1）由纵向硅片连接件（3）连接若干纵向硅片（1.1）组成，横向硅片组（2）由横向硅片连接件（4）连接若干横向硅片（2.1）组成；所述的纵向硅片（1.1）和横向硅片（2.1）厚度相同，且均为长方形；纵向硅片（1.1）相互之间，及横向硅片（2.1）相互之间分别彼此分离，具有间隔；每一片纵向硅片（1.1）及横向硅片（2.1）表面为一个平面，相邻两个纵向硅片（1.1）同一侧的平面延伸所构成的纵向平面夹角（θ’）相同；相邻两个横向硅片（2.1）同一侧的平面延伸所构成的横向平面夹角（θ）相同；所有纵向硅片（1.1）同一侧平面延伸共有同一条纵向平面夹角线(P’Q’)，并垂直于横向硅片（2.1）同一侧平面延伸共有同一条横向平面夹角线(PQ)。
2.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，所述纵向平面夹角（θ’）与横向平面夹角（θ）相等。
3.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，纵向硅片组（1）和横向硅片组（2）的侧面边缘分别在同一个平面上。
4.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，每一片纵向硅片（1.1）和横向硅片（2.1）表面经抛光后的表面粗糙度为r.m.s≤0.5nm。
5.根据权利要求4所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，每一片纵向硅片（1.1）和横向硅片（2.1）表面经抛光后镀有金属膜。
6.根据权利要求5所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，所述金属膜为金膜或银膜。
7.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，所述纵向硅片连接件（3）为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于纵向硅片组（1）所有纵向硅片（1.1）厚度与所有纵向硅片（1.1）间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于纵向硅片（1.1）厚度(d)；每个纵向硅片组（1）的四个角各有一根纵向硅片连接件（3），每个纵向硅片（1.1）相邻的两边缘夹角嵌入所述纵向硅片连接件（3）方形凹槽中。
8.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，所述横向硅片连接件（4）为具有方形凹槽序列的长条形金属或塑料杆；长条的长度大于横向硅片组（2）所有硅片（2.1）厚度与所有横向硅片（2.1）间隔之和；长条上的凹槽宽度略大于横向硅片（2.1）厚度(d)；每个横向硅片组（2）的四个角各有一根横向硅片连接件（4），每个横向硅片（2.1）相邻的两边缘夹角嵌入所述横向硅片连接件（4）方形凹槽中。
9.根据权利要求1所述的龙虾眼透镜装置，其特征在于，纵向硅片连接件（3）与横向硅片连接件（4）固定在外置结构件上构成一个整体；所述的固定连接是螺纹连接，或铆接，或胶粘结。
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