CN112683937B - 一种多源射线整合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多源射线整合装置，用于对多个X射线源出射的X射线进行整合。该多源射线整合装置包括：通过光纤分别与多个X射线源连接的多个第一X射线毛细透镜、位于多个第一X射线毛细透镜的射线出射方向上的整合器以及位于整合器的出射射线焦点处的第二X射线毛细透镜；多个第一X射线毛细透镜的光轴相互平行且多个第一X射线毛细透镜均匀排列。本发明的多源射线整合装置能够满足实验室、工厂级别的X射线衍射分析过程中高亮度的需求。
Description
技术领域
本发明涉及射线衍射分析领域，特别是涉及一种多源射线整合装置。
背景技术
实验室、工厂级别的X射线衍射分析偶尔会对X射线的亮度具有特殊要求。而通常情况下由X射线源发射出的X射线光束亮度有限，无法满足高亮度的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种多源射线整合装置，满足高亮度的要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种多源射线整合装置，用于对多个X射线源出射的X射线进行整合；该多源射线整合装置包括：通过光纤分别与多个所述X射线源连接的多个第一X射线毛细透镜、位于多个所述第一X射线毛细透镜的射线出射方向上的整合器以及位于所述整合器的出射射线焦点处的第二X射线毛细透镜；
多个所述第一X射线毛细透镜的光轴相互平行且多个所述第一X射线毛细透镜均匀排列。
可选的，多个所述X射线源、多个第一X射线毛细透镜、所述整合器以及所述第二X射线毛细透镜均位于射线防护罩内。
可选的，在所述射线防护罩内设置有空调装置；所述空调装置用于调节所述射线防护罩内的空气温度。
可选的，多个所述X射线源与多个所述第一X射线毛细透镜均沿圆周均匀分布。
可选的，多个所述X射线源沿周向分布在射线源环状支架上；多个所述第一X射线毛细透镜沿周向分布在环状光纤支架上；所述射线源环状支架与所述环状光纤支架同轴设置。
可选的，所述整合器固定在环状整合器支架上；所述环状整合器支架与所述环状光纤支架同轴设置。
可选的，所述整合器包括多个Montel型多层膜聚焦透镜；
所述Montel型多层膜聚焦透镜、所述第一X射线毛细透镜和所述X射线源一一对应设置；各个所述Montel型多层膜聚焦透镜的出射射线焦点位于同一点；
多个所述Montel型多层膜聚焦透镜沿周向均匀分布在所述环状整合器支架上。
可选的，在所述第二X射线毛细透镜的出射光路照射的所述射线防护罩的侧壁上开设有出光孔。
可选的，所述射线防护罩由铅板制成。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明利用第一X射线毛细透镜、整合器、第二X射线毛细透镜对多个X射线源射出的X射线依次进行平行处理、聚焦处理和平行处理，从而得到多条X射线光束整合后的光束，提高了光束的亮度，满足实验室、工厂级别的X射线衍射分析对X射线高亮度的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明多源射线整合装置实施例的内部结构轮廓图；
图2为本发明多源射线整合装置实施例的整体结构图；
图3为本发明多源射线整合装置实施例的原理结构图；
图4为本发明多源射线整合装置实施例中第一X射线毛细透镜与环状光纤支架的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明多源射线整合装置实施例的内部结构轮廓图。
图2为本发明多源射线整合装置实施例的整体结构图。
图3为本发明多源射线整合装置实施例的原理结构图。
参见图1、图2和图3，该多源射线整合装置，用于对多个X射线源1出射的X射线进行整合；该多源射线整合装置包括：通过光纤5分别与多个X射线源1连接的多个第一X射线毛细透镜2(即光纤的一端连接到X射线源1，另一端连接到第一X射线毛细透镜2)、位于多个第一X射线毛细透镜2的射线出射方向上的整合器3以及位于整合器3的出射射线焦点处的第二X射线毛细透镜4。多个第一X射线毛细透镜2的光轴相互平行且多个第一X射线毛细透镜2均匀排列。
多个X射线源1、多个第一X射线毛细透镜2、整合器3以及第二X射线毛细透镜4均位于射线防护罩6内。
在射线防护罩6内设置有空调装置7；空调装置7用于调节射线防护罩6内的空气温度。由于光纤5会吸收少许X射线并转化成内能，因此需要增加空调装置7进行降温。
多个X射线源1与多个第一X射线毛细透镜2均沿圆周均匀分布。
多个X射线源1沿周向分布在射线源环状支架8上。
图4为本发明多源射线整合装置实施例中第一X射线毛细透镜与环状光纤支架的结构图。
参见图4，多个第一X射线毛细透镜2沿周向分布在环状光纤支架9上，且第一X射线毛细透镜2从环状光纤支架9的一侧沿轴向贯穿到另一侧。
射线源环状支架8与环状光纤支架9同轴设置。
整合器3固定在环状整合器支架10上；环状整合器支架10与环状光纤支架9同轴设置。
整合器3包括多个Montel型多层膜聚焦透镜；Montel型多层膜聚焦透镜、第一X射线毛细透镜2和X射线源1一一对应设置；相对应的第一X射线毛细透镜2和X射线源1同轴。
各个Montel型多层膜聚焦透镜的出射射线焦点位于同一点；多个Montel型多层膜聚焦透镜沿周向均匀分布在环状整合器支架10上。
Montel型多层膜聚焦镜为德国Incoatec公司生产的基于薄膜技术的X射线光学器件。Montel型多层膜聚焦镜是在具有高质量的光学表面镜片基底上，通过镀膜技术沉积具有多层膜结构的镀层。基于布拉格定律，经过Montel型多层膜聚焦镜的X射线被收集到一定立体角范围内。入射光束在镜片上随着位置变化因而入射角度不同，则对应的镜片的厚度不同。Montel型多层膜聚焦镜采用并排设置(side-by-side)的两片多层膜镜片成L型分布方式。两片椭圆型镜片构成L型分布可以实现光学聚焦。
优选的，相对应的第一X射线毛细透镜2和X射线源1之间相距2米，相对应的第一X射线毛细透镜2与Montel型多层膜聚焦透镜之间相距1米。
在第二X射线毛细透镜4的出射光路照射的射线防护罩6的侧壁上开设有出光孔11。
射线防护罩6由铅板制成。
本发明的多源射线整合装置的工作原理如下：
根据需要的亮度设置对应数量的X射线源。同时，第一X射线毛细透镜和Montel型多层膜聚焦透镜的数量与X射线源的数量一致且一一对应。首先，各X射线源发出的X射线经过光纤传播到对应的第一X射线毛细透镜上。第一X射线毛细透镜起准直作用，用于将传播来的X射线进行准直，从而使每条X射线均被准直为平行光，且各条平行光之间也相互平行。各条平行光被入射到对应的Montel型多层膜聚焦透镜中。Montel型多层膜聚焦透镜用于聚焦，将入射来的平行光聚焦到一点。由于各Montel型多层膜聚焦透镜的出射焦点为一点，因此每个Montel型多层膜聚焦透镜均聚焦到同一点。位于该焦点处的第二X射线毛细透镜将聚焦后的X射线再次准直为平行光并射出，得到高亮度的X射线。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明利用第一X射线毛细透镜、整合器、第二X射线毛细透镜对多个X射线源射出的X射线依次进行平行处理、聚焦处理和平行处理，从而得到多条X射线光束整合后的光束，提高了光束的亮度，满足实验室、工厂级别的X射线衍射分析对X射线高亮度的要求。由于采用光纤传播，光能损耗较少，因此，当需求的亮度为X射线源的出射光线的亮度的N倍时，只需要整合N个X射线源的出射光线即可。由于本发明采用Montel型多层膜聚焦透镜进行聚焦，因此在增加亮度的同时还能降低X射线的尺寸，能够输出毫米级的平行X射线光束。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种多源射线整合装置，用于对多个X射线源出射的X射线进行整合；其特征在于，该多源射线整合装置包括：通过光纤分别与多个所述X射线源连接的多个第一X射线毛细透镜、位于多个所述第一X射线毛细透镜的射线出射方向上的整合器以及位于所述整合器的出射射线焦点处的第二X射线毛细透镜；
多个所述第一X射线毛细透镜的光轴相互平行且多个所述第一X射线毛细透镜均匀排列；多个所述X射线源与多个所述第一X射线毛细透镜均沿圆周均匀分布；多个所述X射线源沿周向分布在射线源环状支架上；多个所述第一X射线毛细透镜沿周向分布在环状光纤支架上，且所述第一X射线毛细透镜从所述环状光纤支架的一侧沿轴向贯穿到另一侧；所述射线源环状支架与所述环状光纤支架同轴设置；所述整合器固定在环状整合器支架上；所述环状整合器支架与所述环状光纤支架同轴设置；所述整合器包括多个Montel型多层膜聚焦透镜；所述Montel型多层膜聚焦透镜、所述第一X射线毛细透镜和所述X射线源一一对应设置；各个所述Montel型多层膜聚焦透镜的出射射线焦点位于同一点；多个所述Montel型多层膜聚焦透镜沿周向均匀分布在所述环状整合器支架上；
多个所述X射线源、多个第一X射线毛细透镜、所述整合器以及所述第二X射线毛细透镜均位于射线防护罩内；在所述射线防护罩内设置有空调装置；所述空调装置用于调节所述射线防护罩内的空气温度。
2.根据权利要求1所述的多源射线整合装置，其特征在于，在所述第二X射线毛细透镜的出射光路照射的所述射线防护罩的侧壁上开设有出光孔。
3.根据权利要求1所述的多源射线整合装置，其特征在于，所述射线防护罩由铅板制成。
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