CN2310319Y - X射线微探针的激光定位装置 - Google Patents

Abstract

一种X射线微探针的激光定位装置,是将一束激光经过45°倾斜镜子反射以后,与透过该反射镜的初级X射线束一起穿过准直器的通孔,再沿相同光束线方向射到样品的表面。由于穿过该通孔的激光微束和X射线微束处于同一光束线,可见的激光点能够指示出不可见的X射线微束的位置。一台显微镜,经过另一面45°倾斜的镜子,能够以X射线和激光相同的视角观察样品表面,从而精确地测定X射线微束轰击在样品上的位置。

Description

X射线微探针的激光定位装置

本实用新型涉及一种X射线微束的定位装置，具体地说，是X射线微探针装置的组成部分，它是将可见的激光束与不可见的X射线束以同一光束线穿过准直器并射向样品，从而，借助观测激光束斑的位置来测定X射线微束轰击样品上的位置。

为了对样品中微小区域进行成份分析，出现了一些微探针技术，其中基于X射线荧光分析(XRF)技术的X射线探针，由于它能够在大气中工作，制样要求简单，能够提供样品深部信息等优点，因此X射线探针在地质、生物、微电子、考古、工艺品检验等领域中获得广泛地应用，随着新型的高亮度同步辐射光源出现，X射线微探针以其卓越的空间分辨率和元素检测限，成为非常重要的微探针技术。

但是由于X射线照射在样品上一般并不产生可见的光斑，因此，精确的微束定位是X射线微探针应用的技术难点。为了测量X射线微束的束斑大小和位置，Nicholc M.C采用束流剖面器，(参见“Advances in X-Ray Analyes,Vol.30(1987),45”)，乐安全等则采用来回移动荧光玻璃和被测样品的方法，(参见“光谱学与光谱分析”Vol.13(3)(1993),79而朱节清等却采用来回移动显微镜的反射镜和微束准直器的方法(参见CN1110405A,(1995),GOIN 23/223)。这些束斑定位方法都将观测束斑和观察样品分成二步，它们不仅操作麻烦，而且显微镜和反射镜角度或位置的微小变化都会引起X射线微束束斑定位观测的严重误差。

本实用新型的目的是提供一种新的X射线微束的定位装置，将可见激光束与不可见的X射线束以同一光束线穿过准直器，并且射向样品，通过观测激光束斑的位置，便能够直接而精确地测定X射线微束轰击在样品上的位置。这种激光束定位装置适用于由X射线管或同步辐射光源作为初级辐射的X射线微探针。

本实用新型是这样实现的，包括设有通道孔的X射线通道座和设有准直通孔的准直器，初级X射线束经该通道孔进入准直通孔后形成X射线微束，并沿光束线的方向射向样品的表面，其特点是：有一与该X射线通道座成倾斜吻合的激光灯管座，并在该灯管座上设一连通X射线通道座上的通道孔和准直器上的准直通孔的通道孔，和一与灯管座上的该通道孔垂直贯通的另一通道孔，并设一与该灯管座上二通道孔分别成45°倾斜的激光反射镜，使该初级X射线束自X射线座上的通道孔穿过该反射镜，经该灯管座上的该另一通道孔进入准直器上的准直通孔；有一激光灯管产生激光束经该灯管座上的该通道孔射至该反射镜后，经90°反射进入该灯管座上的该另一通道孔，再经准直器上的准直通孔后形成激光微束，并沿光线束方向射向样品表面形成可见光斑，该光斑位置借由一安装在视角方向的显微镜经另一反射镜测定。

进一步，本实用新型的准直器包括上准直孔和下准直孔，它们形成准直通孔，该准直通孔的长度以上、下准直孔的孔径的20倍以上为最佳，并要求上、下准直孔的孔板厚度要足以吸收初级X射线。

本实用新型的反射镜是一在光线束方向上设有通孔的薄镜片，其安装在显微镜反射镜座的斜面上，或其是一由显微镜反射镜座的斜面镀铬后抛光成的镜面。

本实用新型的X射线通道座上设有一遮挡该通道孔的X射线光闸，以便在不测量时可以将初级X射线挡住，保证人身安全。

最后，本实用新型的激光灯管座的前部和后部设有微调该激光灯管的位置和方向的支头螺丝。

本实用新型的优点是：1、操作简便；2、测量精度高；3、易于实施。

本实用新型的附图简单说明如下：

图1是本实用新型的结构剖视示意图。

图2是本实用新型中的准直器6的结构剖视示意图。

下面根据图1和图2给出本实用新型一个较好的实施例，并予以详细描述，以便进一步提供本实用新型的技术细节。

图1中，一束激光2通过激光灯管座4内的通道孔41射向45°倾斜的反射镜9，产生90°反射的激光束21，通过激光灯管座4内的另一个垂直方向的通道孔42射向准直器6。穿过准直通孔61的激光微束22，通过显微镜反射镜座7内的通道孔71后，以光束线11的方向射向样品12，在样品12的表面产生一个可见的激光光斑。使用安装在视角方向13的显微镜，可以经过反射镜10观测到样品表面的激光光斑。一束初级X射线1通过X射线通道座5内的通道孔51射向45°倾斜的激光反射镜9，选择反射镜9的材料和厚度，使它对初级X射线1并无严重吸收。透过反射镜9的X射线束，通过激光灯管座4的垂直通道孔42射向准直器6。穿过准直通孔61的X射线微束1′，通过显微镜反射镜座7内的通道孔71后，与激光微束22一起以光束线11的方向射向样品12,X射线微束1′轰击在与激光光斑重合的样品12表面上，从而实现可以直接观测不可见的X射线微束1′的位置。

激光反射镜9既要全反射激光束2，又要对初级X射线束1不产生严重吸收，反射镜9的材料要能够承受高剂量X射线的照射，并且有比较好的导热和散热作用。选择反射镜9的一个例子是在0.1毫米厚的玻璃片上用真空镀膜技术镀一层铝膜，膜的厚度约200埃，镀膜的一面朝向激光灯管座4的斜面。激光灯管座4和X射线通道座5的材料可选用黄铜。使用这个例子的反射镜9，将使能量10Kev以上的初级X射线透过率达60％以上。

为了提高穿过准直器6以后的微束X射线的准直度，准直器6可以采用上下准直孔的结构，图2是这种准直器的一个例子。X射线微束1′和激光微束22的束斑直径由上准直孔15和下准直孔16的孔径限定。如果准直器6的材料选用黄铜，对于能量60Kev以下的初级X射线，上、下准直孔片的厚度选用3毫米就足够了，为了保证优良的准直度，上、下二个准直孔15、16之间的距离应大于准直孔径的20倍。嵌在X射线通道座5内的X射线光闸8可以是一片3毫米的黄铜片，当停止测量时，可以用它将初级X射线束1挡住，确保人身安全。显微镜反射镜座7可以用任何材料制成，也可以用黄铜。用于反射显微镜视角的45°反射镜10，可以用一片薄镜子，在其中央打一个通道孔101，让穿过准直器6的X射线微束1′和激光微束22通过，反射镜10上的通道孔101并不影响显微镜的观察。如果反射镜座7用黄铜制成，可以将其45°斜面经过镀铬后抛光成反射镜面10。

激光灯管座4的内径大于激光灯管3的外径，激光灯管3由拧在激光灯管座4壁上的前面4个支头螺丝和后面4个支头螺丝(八个支头螺丝均未画出)支撑柱，调节这些支头螺丝可以微调节激光灯管3射出的初级激光束2的方向和位置，使它经过反射镜9反射后能够与透过反射镜9的X射线束保持同一光束线11。

Claims (6)

1、一种X射线微探针的激光定位装置，包括设有通道孔(51)的X射线通道座(5)和设有准直通孔(61)的准直器(6)，初级X射线束(1)经该通道孔(51)进入准直通孔(61)后形成X射线微束(1′)并沿光束线(11)的方向射向样品(12)的表面，其特征在于有一与该X射线通道座(5)成倾斜吻合的激光灯管座(4)，并在该灯管座(4)上设一连通该通道孔(51)和准直通孔(61)的通道孔(42)和一与该通道孔(42)垂直贯通的通道孔(41)，并设一与该通道孔(41)和(42)成45°倾斜的激光反射镜(9)，使该初级X射线束(1)自通道孔(51)穿过该反射镜(9)经通道孔(42)进入准直通孔(61)；有一激光灯管(3)产生激光束(2)经该通道孔(41)射至该反射镜(9)后，经90°反射进入该通道孔(42)，再经准直通孔(61)后形成激光微束(22)，并沿光线束方向(11)射向样品(12)表面形成可见光斑，该光斑位置借由一安装在视角方向(13)的显微镜经另一反射镜(10)测定。

2、根据权利要求1所述的X射线微探针的激光定位装置，其特征在于准直器(6)包括上准直孔(15)和下准直孔(16)，它们形成准直通孔(61)，该准直通孔(61)的长度以上、下准直孔(15)、(16)的孔径的20倍以上为佳。

3、根据权利要求1所述的X射线微探针的激光定位装置，其特征在于反射镜(10)是一在光线束方向(11)上设有通孔(101)的薄镜片，其安装在显微镜反射镜座(7)的斜面上。

4、根据权利要求1所述的X射线微探针的激光定位装置，其特征在于反射镜(10)是一由显微镜反射镜座(7)的斜面镀铬后抛光成的镜面。

5、根据权利要求1所述的X射线微探针的激光定位装置，其特征在于在该X射线通道座(5)上设有一遮挡该通道孔(51)的X射线光闸(8)。

6、根据权利要求1所述的X射线微探针的激光定位装置，其特征在于在该激光灯管座(4)的前部和后部设有微调该激光灯管(3)的位置和方向的支头螺丝。

Images