CN114746743A - 用于测量x射线成像系统的定向角度的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测量x射线成像系统的定向角度的装置和方法，x射线成像系统包括x射线光源、x射线检测器以及样品保持部，样品保持部被布置成接纳待分析的样品。根据本发明，该方法(40)包括：‑发射(42)多色的x射线射束，该x射线射束穿过安装在样品保持部上的参照样品，以在x射线检测器的感应区域上形成衍射图案，‑用x射线检测器生成(43)观察图像，观察图像包括衍射图案，以及‑通过将观察图像与至少一个目标图像进行比较，来确定(44)x射线光源的定向和x射线检测器的定向，目标图像包括针对参照样品通过x射线光源的预设定向和x射线检测器的预设定向所获得的衍射图案。

Description

用于测量X射线成像系统的定向角度的装置和方法
技术领域
本发明属于x射线成像领域，更特别地，属于x射线成像系统的光学元件的对准领域。本发明涉及用于测量x射线成像系统的定向角度的装置和方法，x射线成像系统包括x射线源、x射线检测器以及样品保持部，样品保持部被布置成接纳待分析的样品，样品保持部被布置在x射线源和x射线检测器之间。
本发明特别适用于用于通过劳厄方法来控制单晶部件的x射线成像系统。这种系统基于对由多色的x射线射束在其穿过单晶部件期间的衍射而在传感器上生成衍射图案的研究。特别地，可以将构成衍射图案的光斑的形状和位置与衍射图案的参照组的形状和位置进行比较，这样以确定单晶部件的晶体定向。然而，本发明适用于包括x射线光源和x射线检测器的任何x射线成像系统，x射线光源和x射线检测器被期望确定关于待成像的样品的对准。
背景技术
在任何x射线成像系统中，各种光学元件的正确对准对于获得期望的图像分辨率是必需的。至少，必须以足够的精度知道光学元件关于系统的光学轴线的定向，以使得能够以期望的分辨率重新构造图像。大部分使得能够确定x射线成像系统的对准的技术都需要使用专用设备，而在操作性图像获取阶段期间，这是不必要的。例如，可以使用激光指示器系统，例如在B.Fay，J.Trotel以及A.Frichet，亚微米x射线光刻的光学对准，真空科学与技术期刊(B.Fay，J.Trotel and A.Frichet，Optical alignment for submicrons x-raylithography，Journal of Vacuum Science and Technology)中所描述的。
对准系统也可以基于专门为该任务设计的重像部
Figure BDA0003675937510000011
的使用。重像部被布置在x射线射束的路径上、在辐射光源和检测器之间。只要重像部的尺寸和吸收特性是已知的，检测器产生的图像就使得能够获知辐射光源、重像部以及检测器的相对位置。该技术的主要缺点是成像系统的对准以有限的精度(通过检测器的空间分辨率限制)来确定。
专利US 6,453,006 B1描述了用于x射线反射测量系统的校准和对准的技术，x射线反射测量系统包括x射线光源、反射器、待测试样品以及检测器。该专利特别描述了一种用于使反射器与x射线光源对准的方法，该方法包括在这些元件之间布置细丝以产生阴影，并且对反射器进行定向以获得宽度尽可能最小的阴影。在此，对准的精度同样受到检测器的空间分辨率的限制。
因此，用于使x射线成像系统的光学元件对准的上述解决方案不能完全令人满意。本发明的第一目的是提出一种使得能够使x射线成像系统对准的技术，该x射线成像系统除了在用于测量样品的阶段有用的光学元件之外、仅需要有限数量的光学元件。本发明的第二目的是提出一种使得能够获得更好的对准精度(特别地，大于成像系统的x射线检测器的分辨率)的技术。
发明内容
为此，本发明基于劳厄方法的使用。该方法不是用于研究样品的晶体结构，而是通过参照样品来确定x射线成像系统的光学元件的定向，参照样品的晶体结构和定向是已知的。根据本发明的方法包括：将参照样品安装在样品保持部上；发射x射线射束，x射线射束穿过参照样品并且在x射线成像系统的检测器上形成衍射图案；生成包括衍射图案的图像；以及通过将获得的衍射图案与至少一个目标图像进行比较来确定x射线射束的定向和检测器的定向，至少一个目标图像包括与x射线射束的已知定向和检测器的已知定向对应的衍射图案。
更特别地，本发明的目的是一种用于测量x射线成像系统的定向角度的方法，x射线成像系统包括x射线光源、x射线检测器以及样品保持部，样品保持部被布置成接纳待分析的样品。x射线成像系统被配置成使得x射线光源能够发射沿着主传播轴线的多色的x射线射束，x射线射束穿过待分析的样品并且到达x射线检测器的感应区域。x射线成像系统的光学轴线被限定在x射线光源的中心与x射线检测器之间。该方法包括以下步骤：
-从x射线光源发射沿着主传播轴线的多色的x射线射束，使得x射线射束穿过安装在样品保持部上的参照样品，并且在x射线检测器的感应区域上形成衍射图案，
-用x射线检测器生成观察图像，观察图像包括衍射图案，以及
-通过将观察图像与至少一个目标图像进行比较，来确定主传播轴线的定向和x射线检测器的感应区域的定向，目标图像包括针对参照样品通过主传播轴线的预设定向和x射线检测器的感应区域的预设定向所获得的衍射图案。
每个衍射图案由一组光斑形成，这些光斑在给定平面中的形状、尺寸以及位置取决于x射线光源的主传播轴线的定向、x射线检测器的感应区域的定向以及参照样品的衍射特性。
x射线成像系统的光学轴线被表示为X。光学轴线与第二轴线(被表示为Y)和第三轴线(被表示为Z)一起限定了直接正交标记XYZ。穿过轴线X和轴线Y的平面被表示为“平面XY”；穿过轴线X和轴线Z的平面被称为“平面XZ”；并且穿过轴线Y和轴线Z的平面被称为“平面YZ”。除了穿过x射线光源的发射中心之外，光学轴线X还可以穿过x射线检测器的中心或接近该位点。
x射线光源通常发射沿着主传播轴线Xs的圆锥形形状的x射线射束，x射线光源的发射中心对应于锥体的顶点，主传播轴线Xs对应于锥体的轴线。主传播轴线Xs在平面XY中，即通过围绕轴线Z旋转，与光学轴线X形成角度ξxy，在平面XZ中，即通过围绕轴线Y旋转，与光学轴线X形成角度ξxz。
x射线检测器可以包括布置在大致正交于光学轴线X的平面YdZd中的一组感应元件。x射线检测器的定向被限定在直接正交标记XdYdZd中。标记XdYdZd关于标记XYZ通过围绕轴线Z旋转形成角度α、通过围绕轴线Y旋转形成角度β、并且通过围绕轴线X旋转形成角度γ。应当注意，x射线检测器还可以包括一组感应元件，该组感应元件分别沿着轴线Yd或轴线Zd线性地布置和沿着正交轴线Zd或正交轴线Yd线性地移位，以重新构成平面YdZd。
根据第一实施例，确定主传播轴线Xs的定向和x射线检测器的感应区域的定向的步骤包括将观察图像与一组目标图像进行比较，每个目标图像示出了针对主传播轴线的预设定向和x射线检测器的感应区域的预设定向的衍射图案，所述这些定向针对每个目标图像是不同的。
特别地，主传播轴线Xs的定向和x射线检测器的感应区域的定向可以对应于针对目标图像的相应定向，该目标图像的衍射图案与观察图像的衍射图案最相似。目标图像的衍射图案与观察图像的衍射图案之间的相似性的判据包括例如在观察图像中的每个光斑与目标图像中的对应光斑之间的平均距离。
根据第二实施例，确定主传播轴线的定向和x射线检测器的感应区域的定向的步骤包括以下子步骤：
-确定相似性参数，相似性参数表示观察图像的衍射图案与针对主传播轴线Xs的给定定向和x射线检测器的感应区域的给定定向的当前目标图像的衍射图案之间的相似性的程度，
-将相似性参数与相似性阈值进行比较，
-当相似性参数小于相似性阈值时，将主传播轴线Xs的给定定向和x射线检测器的感应区域的给定定向识别为主传播轴线Xs的有效定向和x射线检测器的感应区域的有效定向，
-当相似性参数大于或等于相似性阈值时，生成新的当前目标图像，当前目标图像的给定定向中的至少一个给定定向不同于之前的目标图像的对应给定定向，并且重复之前的子步骤，直到相似性参数小于相似性阈值。
对于主传播轴线的给定定向和x射线检测器的感应区域的给定定向，每个目标图像可以通过对由安装在样品保持部上的参照样品所产生的衍射进行数字建模来确定。为此，可以使用劳厄衍射建模软件。劳厄衍射建模软件例如是由Henry Proudhon开发的PyMicro软件。该软件基于VTK和python库。
在发射x射线射束的步骤之前，用于测量x射线的定向角度的方法可以进一步包括将参照样品安装在样品保持部上的步骤。
样品保持部可以包括支撑表面，以交替地接纳待分析的样品或参照样品。根据惯例，支撑表面可以限定参照平面。该参照平面可以是平面XZ。
参照样品可以由单晶材料形成，例如由单晶硅形成。优选地，参照样品被布置在样品保持部上，使得参照样品的晶体表面中的一个晶体表面平行于平面YZ。
本发明的另一个目的是一种用于测量x射线成像系统的定向角度的装置，x射线成像系统包括x射线光源、x射线检测器以及样品保持部，样品保持部被布置成接纳待分析的样品。x射线成像系统被配置成使得x射线光源能够发射沿着主传播轴线的多色的x射线射束，x射线射束穿过待分析的样品并且到达x射线检测器的感应区域。x射线成像系统的光学轴线被限定在x射线光源的中心与x射线检测器之间。该装置包括处理单元，处理单元被配置成：
-由x射线光源发射沿着主传播轴线的多色的x射线射束，使得x射线射束穿过安装在样品保持部上的参照样品，并且在x射线检测器的感应区域上形成衍射图案，
-用x射线检测器生成观察图像，观察图像包括衍射图案，以及
-通过将观察图像与至少一个目标图像进行比较，来确定主传播轴线的定向和x射线检测器的感应区域的定向，目标图像包括针对参照样品通过主传播轴线的预设定向和x射线检测器的感应区域的预设定向所获得的衍射图案。
此外，该装置可以包括第一隔板，第一隔板被布置在样品保持部的上游，并且被布置成限制x射线射束的横向面积。横向面积被限定在平面YZ中。横向面积的限制使得能够确保到达x射线检测器的整个x射线射束真正地已穿过参照样品。因此，第一隔板可以包括开口，开口在平面YZ中的尺寸小于参照样品的对应的尺寸。
用于测量x射线成像系统的定向角度的装置可以进一步包括第二隔板和/或准直器，第二隔板和/或准直器被布置在x射线光源与第一隔板之间，并且被布置成在样品保持部处获得准直的x射线射束。当x射线光源和x射线检测器之间的距离大于或等于30cm时，第二隔板和/或准直器尤其有益。
根据特定的实施例，该装置进一步包括光阀元件，光阀元件被布置在样品保持部的下游，并且被布置成防止射束的已经穿过参照样品、未被衍射的部分到达x射线检测器的感应区域。因此，光阀元件使得能够在x射线检测器上形成仅包括衍射图案而不包括x射线射束的透射部分的图像。因此，与x射线射束的透射部分也被检测器接收的情况相比，减小了接收到的x射线射束的强度范围。结果是光斑(用于采样)的观察到的强度的更大的动态性，从而限制了电子噪声，并且对于测量图像的强度具有更好的分辨率。
光阀元件由x射线不可透过的材料形成。光阀元件例如由铅制成。
在第一隔板存在的情况下，优选地，光阀元件在平面YZ中的尺寸大于第一隔板的开口的对应尺寸。
用于测量x射线成像系统的定向角度的装置可以进一步包括参照样品。如以上所说明的，参照样品可以由单晶材料形成，例如由单晶硅形成。
用于测量x射线成像系统的定向角度的装置的光学元件(即第一隔板、第二隔板、准直器和/或光阀元件)可以彼此成一体或者形成独立的分离的元件。
最后，本发明的另一个目的是一种计算机程序，该计算机程序包括如下的指令：当该程序被计算机执行时，该指令引导计算机执行如以上所描述的用于测量x射线成像系统的定向角度的方法。
附图说明
通过阅读仅以示例的方式给出的并且参照附图的以下描述，本发明的其它特征、目标以及优点将变得明显，在附图中：
-图1示意性地示出了x射线成像系统和用于测量该系统的定向角度的装置的示例；
-图2示出了参照正交标记和x射线成像系统的x射线光源的主传播轴线关于该正交标记的定向；
-图3示出了参照正交标记和与x射线成像系统的x射线检测器相关的正交标记关于该参照正交标记的定向；
-图4示出了用于测量根据本发明的x射线成像系统的定向角度的方法的示例；
-图5示出了在图4所示的方法中确定x射线光源的主传播轴线的定向和与x射线检测器相关的正交标记的定向的步骤的特定实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的x射线成像系统的示例和用于测量x射线成像系统的定向角度的装置。x射线成像系统10包括x射线光源11、样品保持部12以及x射线检测器13。x射线光源11被布置成沿着主传播轴线Xs发射多色的x射线射束14。x射线射束14具有圆锥形形状，光源11的发射中心对应于锥体的顶点，主传播轴线Xs对应于锥体的轴线。样品保持部12被定位在光源11和检测器13之间。样品保持部被布置成接纳将由x射线成像系统分析的样品，并且将样品保持就位，使得样品能够被x射线射束14穿过。样品保持部12的多个支承表面形成参照平面，参照平面限定了轴线X、轴线Y以及轴线Z的直接正交标记XYZ。被称为“光学轴线”的轴线X穿过光源11的发射中心。x射线检测器13是平面检测器。x射线检测器包括多个x射线感应元件，感应元件被布置在平面YdZd中，该平面大致平行于平面YZ并且形成感应区域131。
图2示出了与样品保持部12相关的正交标记XYZ以及x射线光源11的主传播轴线Xs。主传播轴线Xs在平面XY中，即通过围绕轴线Z旋转，与光学轴线X形成角度ξxy，在平面XZ中，即通过围绕轴线Y旋转，与光学轴线X形成角度ξxz。
图3示出了与样品保持部12相关的正交标记XYZ以及与x射线检测器13相关的正交标记XdYdZd。从标记XYZ转变到标记XdYdZd是通过使轴线Z旋转角度α、使轴线Y旋转角度β以及使轴线X旋转角度γ来进行的。
再次考虑图1。用于测量x射线成像系统的定向角度的装置20包括处理单元21、参照样品22、第一隔板23、第二隔板24以及光阀(obturateur)元件25。参照样品22由单晶材料形成，例如由硅制成。参照样品被布置在样品保持部12上，使得参照样品的晶体表面中的一个晶体表面平行于平面YZ。当穿过参照样品22时，多色的x射线射束14被部分地衍射，并且被称为“衍射射束15”。实际上，根据布拉格定律，x射线射束14的与参照样品22的晶面符合布拉格条件的波长会产生相长干涉和相消干涉，使得x射线射束被衍射。衍射射束15的形状和位置取决于x射线光源11的定向和参照样品22的定向。当样品保持部12和参照样品22按照惯例用于限定参照标记，衍射射束15的形状和位置实际上取决于角度ξxy和角度ξxz。衍射射束15在检测器13的感应区域131上的投射形成由光斑构成的衍射图案。因此，衍射图案的光斑的形状和位置取决于光源11的定向，但也取决于检测器13的定向，即，取决于角度α、角度β以及角度γ。检测器13被配置成生成图像，该图像包括由此在检测器的感应区域131上形成的衍射图案。该图像被称为“观察图像”。
处理单元21被配置成使光源11和检测器13同步。特别地，处理单元被配置成通过光源11发射x射线射束14，并且通过检测器13生成观察图像。处理单元21被进一步配置成通过对观察图像进行图像处理来确定光源11的定向和检测器13的定向。图像处理可以包括第一步骤，在第一步骤，确定衍射光斑的形心的位置。可以使用与质心计算相结合的分割方法，就像使用神经网络来区分图像中的衍射光斑的深度学习技术。随后，在第二步骤中，通过将观察图像中的衍射光斑的形心的位置与至少一个参照图像(被称为“目标图像”)中的衍射光斑的形心的位置进行比较，来确定光源11的定向和检测器13的定向。所述目标图像包括针对参照样品22通过光源11的预设定向(已知的)和检测器13的预设定向(已知的)所获得的衍射图案。目标图像包括例如通过光源11和检测器13获得的衍射图案，光源和检测器与参照样品22完全对准，即与主传播轴线Xs和与标记XYZ混合的标记XdYdZd完全对准，主传播轴线平行于光学轴线X。以下参照图4更确切地描述了光源11的定向的确定和检测器13的定向的确定。
第一隔板23被布置在样品保持部12的上游，例如尽可能靠近样品保持部12布置。第一隔板被布置成限制x射线射束14在平面xy中的横向面积。这种面积的限制使得能够确保到达检测器13的整个x射线射束有效地穿过参照样品22。第一隔板23例如包括开口，开口在平面YZ中的尺寸小于参照样品22的对应的尺寸。
第二隔板24被布置在光源11和第一隔板23之间。第二隔板例如尽可能靠近光源11布置。第二隔板被布置成在样品保持部12处获得准直的x射线射束。当光源11与检测器13之间的距离大于或等于30cm时，第二隔板24主要是有益的。有利地，该隔板24可以由准直器取代，该准直器被布置成使得准直器的焦点位于光源11的中心。
光阀元件25被布置在样品保持部12的下游。光阀元件例如尽可能靠近检测器13布置。光阀元件25被布置成防止x射线射束14的已经穿过参照样品22、未经历衍射的部分到达检测器13的感应区域131。x射线射束14的该部分如果不被阻挡将在检测器13上形成相对高强度的中心光斑。该中心光斑将涉及相对较高的电子噪声，因此观察图像的强度测量分辨率较低。光阀元件25由x射线不可透过的材料形成，例如由铅制成。当x射线射束14被准直时，光阀元件25的尺寸可以等于或略大于第一隔板23的开口的对应的尺寸。
第一隔板23、第二隔板24(或准直器)以及光阀元件25可以形成一体式单元。参照样品22也可以与这些光学元件成一体。
图4示出了用于测量在图1中示出的x射线成像系统10的定向角度的方法的示例。方法40包括安装参照样品22的步骤41、发射x射线射束14的步骤42、生成观察图像的步骤43、以及确定光源的定向和检测器的定向的步骤44。在步骤41期间，参照样品22被安装在样品保持部12上，使得参照样品的晶面中的一个晶面与平面YZ平行。然后，在步骤42中，辐射光源11可以由处理单元21控制，以根据主传播轴线Xs发射多色的x射线射束14。同时，在步骤43中，处理单元21可以控制x射线检测器13，使得x射线检测器生成观察图像，所述图像包括由参照样品22产生的衍射图案。最后，在步骤44期间，处理单元21确定由角度ξxy和角度ξxz限定的主传播轴线Xs的定向，以及由角度α、角度β以及角度γ限定的x射线检测器13的感应区域131的定向。如上所述，这些定向是通过将观察图像与至少一个目标图像进行比较来确定的，该目标图像包括针对参照样品、通过光源11的主传播轴线Xs的预设定向和x射线检测器13的感应区域131的预设定向所获得的衍射图案。
根据第一实施例，确定光源11的定向和检测器13的定向包括确定观察图像中的衍射图案的光斑的形心位置的第一步骤、以及将观察图像与预定的一组目标图像进行比较的第二步骤。每个目标图像示出了通过参照样品22针对主传播轴线Xs的预设定向以及针对感应区域131的预设定向所获得的衍射图案。对于每个目标图像，定向是不同的，使得该组目标图像提供了可能用x射线成像系统10获得的衍射图案的代表性样本。观察图像与目标图像的比较包括例如确定观察图像中的每个光斑的形心与目标图像中的每个对应光斑的形心之间的距离的平均值。然后，角度ξxy和角度ξxz、以及角度α、角度β和角度γ被确定为距离的平均值最小所针对的目标图像相关联的那些角度。该目标图像具有与观察图像的衍射图案最佳地对应的衍射图案。
对于主传播轴线Xs的预设定向(角度ξxy和ξxz)和检测器13的感应区域131的预设定向(角度α、角度β以及角度γ)，可以通过对由安装在样品保持部12上的参照样品22产生的衍射进行数字建模来获得各种目标图像。该数字建模例如是通过劳厄衍射建模软件(例如PyMicro软件)进行的。可替代地，目标图像可以通过校准的x射线成像系统生成，并且校准的x射线成像系统的光源的定向和检测器的定向被精确地控制和测量。每个目标图像中的衍射图案的光斑的形心的位置可以被确定为观察图像中的衍射图案的光斑的形心的位置。
图5示出了确定主传播轴线Xs的定向和x射线检测器13的感应区域131的定向的步骤44的第二实施例。在该实施例中，从初始目标图像应用迭代过程。更具体地，在第一子步骤441中，以与第一实施例相似的方式确定观察图像中衍射光斑的形心的位置。在第二子步骤442中，计算观察图像中的衍射图案的每个光斑的形心与所考虑的目标图像(即在子步骤442第一次出现期间的初始目标图像)中的对应光斑的形心之间的距离。在第三子步骤443中，计算平均距离，该平均距离是观察图像中的各个光斑与所考虑的目标图像中的对应光斑之间的距离的平均值。在第四子步骤444中，将平均距离与阈值距离Dth进行比较。阈值距离Dth是根据对角度ξxy、角度ξxz、角度α、角度β以及角度γ进行测量所期望的精度来确定的。如果平均距离小于阈值距离Dth，则在子步骤445中，将与所考虑的目标图像相关联的角度ξxy、角度ξxz、角度α、角度β以及角度γ识别为限定光源11的定向和检测器13的定向的角度。另一方面，如果在子步骤444期间，确定了平均距离大于或等于阈值距离Dth，则在子步骤446中生成新的目标图像，并且用该新的目标图像重复子步骤442、443以及444。通过光源11的主传播轴线的与当前的目标图像的定向不同的定向和/或通过检测器13的感应区域131的与当前的目标图像的定向不同的定向来生成新的目标图像。优选地，选择角度ξxy、角度ξxz、角度α、角度β以及角度γ，使得生成与所有之前的目标图像不同的新的目标图像。此外，角度ξxy、角度ξxz、角度α、角度β以及角度γ可以根据对于当前的目标图像所计算的平均距离或对于之前的目标图像所计算的各种平均距离来选择。
应当注意，在以上的描述中，已经考虑到参照样品22与参照标记XYZ对准，特别地，参照样品与x射线成像系统10的光学轴线X对准。然而，当不满足该条件时，本发明也可以实施。因此，需要确定限定参照样品的定向的附加角度。对于包括与一组目标图像的衍射图案进行比较的实施例，这涉及具有更大的图像库，并且将对参照样品22的定向进行限定的一个或多个角度作为附加自由度。
另一方面，在确定x射线光源11的定向和x射线检测器13的定向的步骤44的两个实施例中，已经考虑到基于观察图像和目标图像的衍射图案的光斑的形心的位置将观察图像与目标图像进行比较。然而，代替形心，可以考虑衍射光斑的其他位点。此外，观察图像与目标图像的比较可以考虑衍射图案的其他特性，例如光斑的形状。

Claims (13)

1.一种用于测量x射线成像系统的定向角度的方法，所述x射线成像系统(10)包括x射线光源(11)、x射线检测器(13)以及样品保持部(12)，所述样品保持部被布置成接纳待分析的样品，所述x射线成像系统(10)被配置成使得所述x射线光源(11)能够发射沿着主传播轴线(Xs)的多色的x射线射束(14)，所述x射线射束穿过所述待分析的样品并且到达所述x射线检测器(13)的感应区域(131)，所述x射线成像系统的光学轴线(X)被限定在所述x射线光源(11)的中心与所述x射线检测器(13)之间，
所述方法(40)包括以下步骤：
-从所述x射线光源发射(42)沿着所述主传播轴线(Xs)的多色的x射线射束(14)，使得所述x射线射束穿过安装在所述样品保持部(12)上的参照样品(22)，并且在所述x射线检测器(13)的所述感应区域(131)上形成衍射图案，
-用所述x射线检测器(13)生成(43)观察图像，所述观察图像包括所述衍射图案，以及
-通过将所述观察图像与至少一个目标图像进行比较，来确定(44)所述主传播轴线(Xs)的定向(ξxy，ξxz)和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的定向(α，β，γ)，所述目标图像包括针对所述参照样品(22)通过所述主传播轴线的预设定向和所述x射线检测器的感应区域的预设定向所获得的衍射图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述主传播轴线(Xs)的定向(ξxy，ξxz)和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的定向(α，β，γ)的步骤(44)包括将所述观察图像与一组目标图像进行比较，每个目标图像示出了针对所述主传播轴线(Xs)的预设定向和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的预设定向的衍射图案，所述的这些定向针对每个目标图像是不同的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述主传播轴线(Xs)的定向(ξxy，ξxz)和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的定向(α，β，γ)的步骤(44)包括以下子步骤：
-确定(443)相似性参数，所述相似性参数表示所述观察图像的衍射图案与针对所述主传播轴线(Xs)的给定定向和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的给定定向的当前目标图像的衍射图案之间的相似性的程度，
-将所述相似性参数与相似性阈值进行比较(444)，
-当所述相似性参数小于所述相似性阈值时，将所述主传播轴线(Xs)的给定定向和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的给定定向识别(445)为所述主传播轴线(Xs)的有效定向和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的有效定向，以及
-当所述相似性参数大于或等于所述相似性阈值时，生成(446)新的当前目标图像，所述当前目标图像的所述给定定向中的至少一个给定定向不同于之前的目标图像的对应给定定向，并且重复之前的子步骤，直到所述相似性参数小于所述相似性阈值。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，对于所述主传播轴线(Xs)的给定定向和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的给定定向，每个目标图像通过对由安装在所述样品保持部(12)上的参照样品(22)所产生的衍射进行数字建模来确定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，在发射所述x射线射束的所述步骤(42)之前，所述方法进一步包括将所述参照样品(22)安装在所述样品保持部(12)上的步骤(41)。
6.一种用于测量x射线成像系统的定向角度的装置，所述x射线成像系统(10)包括x射线光源(11)、x射线检测器(13)以及样品保持部(12)，所述样品保持部被布置成接纳待分析的样品，所述x射线成像系统(10)被配置成使得所述x射线光源(11)能够发射沿着主传播轴线(Xs)的多色的x射线射束(14)，所述x射线射束穿过所述待分析的样品并且到达所述x射线检测器(13)的感应区域(131)，所述x射线成像系统的光学轴线(X)被限定在所述x射线光源(11)的中心与所述x射线检测器(13)之间，
所述装置(20)包括处理单元(21)，所述处理单元被配置成：
-由所述x射线光源(11)发射沿着所述主传播轴线(Xs)的多色的x射线射束(14)，使得所述x射线射束穿过安装在所述样品保持部(12)上的参照样品(22)，并且在所述x射线检测器(13)的所述感应区域(131)上形成衍射图案，
-用所述x射线检测器(13)生成观察图像，所述观察图像包括所述衍射图案，以及
-通过将所述观察图像与至少一个目标图像进行比较，来确定所述主传播轴线(Xs)的定向(ξxy，ξxz)和所述x射线检测器(13)的感应区域(131)的定向(α，β，γ)，所述目标图像包括针对所述参照样品(22)通过所述主传播轴线的预设定向和所述x射线检测器的感应区域的预设定向所获得的衍射图案。
7.根据权利要求6所述的装置，所述装置进一步包括第一隔板(23)，所述第一隔板被布置在所述样品保持部(12)的上游，并且被布置成限制所述x射线射束(14)的横向面积。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一隔板(23)包括开口，所述开口的横向面积小于所述参照样品(22)的横向面积。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的装置，所述装置进一步包括第二隔板(24)和/或准直器，所述第二隔板和/或所述准直器被布置在所述x射线光源(1)与所述第一隔板(23)之间，并且被布置成在所述样品保持部(12)处获得准直的x射线射束。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，所述装置进一步包括光阀元件(25)，所述光阀元件被布置在所述样品保持部(12)的下游，并且被布置成防止所述x射线射束的已经穿过所述参照样品、未被衍射的部分到达所述x射线检测器(13)的感应区域(131)。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的装置，所述装置进一步包括所述参照样品(22)。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的方法、或者根据权利要求6至11中任一项所述的装置，其中，所述参照样品(22)由硅制成。
13.一种计算机程序，所述计算机程序包括如下的指令：当所述程序被计算机执行时，所述指令引导所述计算机执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
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