CN1204566C - 金属高能x射线聚焦组合透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属高能X射线聚焦组合透镜，它包含有衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)、空气隙(4)。电铸阴极薄膜(2)位于衬底(1)的上方并与衬底(1)接触，金属透镜阵列(3)位于电铸阴极薄膜(2)的上方并与电铸阴极薄膜(2)接触，由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)共同构成空气隙(4)。衬底(1)选用硅片或玻璃或金属材料，电铸阴极薄膜(2)选用铜或钛或镍或金或氧化钛材料，金属透镜阵列(3)选用铝或铬或钛或铝铜合金。具有组合透镜折射单元的中心厚度尺寸小、同轴度高、尺寸精度高，表面粗糙度低，易于批量制作和集成的优点。
Description
技术领域
本发明属于X射线微小光学器件，尤其是金属高能X射线聚焦组合透镜，适用于对高能X射线波段(＞5keV)辐射聚焦的场合。
技术背景
由于在X射线波段所有材料的折射太弱，吸收太强，因此长期以来制作X射线透镜被认为是不可能的。为了实现对X射线束的聚焦，科学家们先后研制了掠入射X射线全反射镜、透射式X射线波带片、多层膜及晶体X射线Bragg-Fresnel元件和X射线导管元件等。但这些元件都难以用在高能X射线波段。1996年Snigirev报道了一种可用于高能X射线波段的X射线组合透镜。该组合透镜有许多优点，如不需折转光路、高温稳定性好且易冷却、结构简单紧凑、对透镜表面粗糙度要求低。因此该元件在科学的和技术的研究中有广泛的应用前景。为了使得该组合透镜具有良好的综合光学性能，其材料选择、结构和制作技术都是关键环节并彼此相关。
目前高能X射线聚焦组合透镜国内尚未见报道。国际上常用的高能X射线组合透镜是在块状金属或合金材料上加工出数十个至数百个尺寸相同、彼此间距为常量的柱状圆孔。若对该结构的组合透镜进行分解，该组合透镜由多个对称放置的平凹折射单元对构成。图3所示为用铝铜合金制成的高能X射线聚焦组合透镜(A.Snigirev，et al.，Nature，1996，vol.384，pp49-51)，它是由铝铜合金(5)和空气隙(4)两部分组成的。该透镜是在铝铜合金上用计算机控制钻孔方法制成的，圆孔半径为300微米，两孔间最薄合金厚度约为25微米。受制作技术的限制，这种结构组合透镜很难将圆柱状孔间最薄合金厚度做得很小。另外圆孔同轴度不易制作得精确。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种透镜单元中心厚度尺寸小、同轴度高、表面粗糙度低、尺寸精度高的采用相同折射单元顺序排列组成的金属高能X射线聚焦组合透镜。
本发明金属高能X射线聚焦组合透镜，包含有空气隙(4)，其特征是由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)所组成，电铸阴极薄膜(2)位于衬底(1)的上方并与衬底(1)接触，金属透镜阵列(3)位于电铸阴极薄膜(2)的上方并与电铸阴极薄膜(2)接触，由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)共同构成空气隙(4)，其中衬底(1)选用硅片或玻璃或金属材料，电铸阴极薄膜(2)选用铜或钛或镍或金或氧化钛材料，金属透镜阵列(3)选用铝或铬或钛或铝铜合金。
与已有技术相比，本发明采用相同折射单元顺序排列组成金属高能X射线聚焦组合透镜，制作过程中制版和制作都易于控制，因此加工精度易于保证。同时具有制作的组合透镜折射单元的中心厚度尺寸小、同轴度高、表面粗糙度低、易于批量制作和集成的优点。
附图说明
图1是本发明的主剖面图(局部)
图2是本发明主剖面图的俯视图(局部)
图3是已有技术的俯视图
其中：1—衬底，2—电铸阴极薄膜，3—金属透镜阵列，4—空气隙，5—块状透镜材料
实施方式
实施例1：
图1和图2是本发明的一个实施例。如图1和图2所示，其工作原理和实施方式为：本发明金属高能X射线聚焦组合透镜包括衬底(1)，电铸阴极薄膜(2)，金属透镜阵列(3)，空气隙(4)。电铸阴极薄膜(2)位于衬底(1)的上方并与衬底(1)接触，金属透镜阵列(3)位于电铸阴极薄膜(2)的上方并与电铸阴极薄膜(2)接触，由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)共同构成空气隙(4)，衬底(1)选用硅片或玻璃或金属材料，电铸阴极薄膜(2)选用铜或钛或镍或金或氧化钛材料，金属透镜阵列(3)选用铝或铬或钛或铝铜合金。
本发明金属高能X射线聚焦组合透镜可被广泛应用于对高能X射线辐射的聚焦、成像等领域。它采用相同折射单元顺序排列组成，制作过程中制版和制作都易于控制，因此尺寸精度高、同轴度高、表面粗糙度低、有利于批量制作和集成。尤其组合透镜折射单元的中心厚度尺寸小，因此在应用中还有能量损失少的优点。
Claims (1)
1.金属高能X射线聚焦组合透镜，包含有空气隙(4)，其特征是由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)所组成，电铸阴极薄膜(2)位于衬底(1)的上方并与衬底(1)接触，金属透镜阵列(3)位于电铸阴极薄膜(2)的上方并与电铸阴极薄膜(2)接触，由衬底(1)、电铸阴极薄膜(2)、金属透镜阵列(3)共同构成空气隙(4)，其中衬底(1)选用硅片或玻璃或金属材料，电铸阴极薄膜(2)选用铜或钛或镍或金或氧化钛材料，金属透镜阵列(3)选用铝或铬或钛或铝铜合金。
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|---|---|---|---|---|
| CN101221829B (zh) * | 2008-01-07 | 2010-12-08 | 浙江工业大学 | 纳米聚焦x射线组合透镜的制作方法 |
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2002
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