DE10212410A1

DE10212410A1 - X-ray band pass filter uses an absorption filter and deflection system to transmit emissions defined by frequency band

Info

Publication number: DE10212410A1
Application number: DE2002112410
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Freudenberger; Erich Dr. Hell; Peter Dr. Schardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2004-03-04

Abstract

An X ray emission is directed onto an absorption filter disc (1) of metal and the transmission is greater than a minimum frequency dependent on thickness. The disc has sectors of different thicknesses. Transmissions below a maximum frequency are directed through a collimator (2) and into a curved glass fibre (3) and onto an aperture plate (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenbandpassfilter.The invention relates to an x-ray bandpass filter.

Ein Röntgenbandpassfilter ist z.B. aus der US 6,041,099 bekannt. Es handelt es sich dabei um eine Spiegelanordnung nach Kirkpatrick-Baez. Die Spiegelflächen bestehen dabei aus einer der die Bragg'sche Reflexionsbedingung erfüllenden Schichtabfolge.An x-ray bandpass filter is from, for example US 6,041,099 known. It is a Kirkpatrick-Baez mirror arrangement. The mirror surfaces consist of a layer sequence that fulfills Bragg's reflection condition.

Aus Kumakhov und Komarov, Phys. Rep. 191, 289–350 (1990) ist es bekannt, dass Röntgenstrahlen durch Mehrfachreflexion an gekrümmten Oberflächen abgelenkt werden können und dieser Effekt zur Herstellung einer Röntgenlinse benutzt werden kann.From Kumakhov and Komarov, Phys. Rep. 191, 289-350 (1990) it is known that X-rays distracted by multiple reflection on curved surfaces can be and this effect can be used to make an x-ray lens.

Die Herstellung der nach dem Stand der Technik bekannten Röntgenbandpassfilter ist aufwändig. Deren Frequenzobergrenze lässt sich nicht ohne weiteres variieren.The production of the according to the state X-ray bandpass filter known in the art is complex. Their upper frequency limit leaves do not vary easily.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein alternativer Röntgenbandpassfilter angegeben werden. Der Röntgenbandpassfilter soll möglichst einfach herstellbar sein. Außerdem sollen damit möglichst die Minimal- und die Maximalfrequenz des Frequenzbands einstellbar sein.The object of the invention is that To eliminate disadvantages according to the prior art. In particular, it is said an alternative x-ray bandpass filter is specified become. The x-ray bandpass filter should if possible be easy to manufacture. Moreover should be as possible the minimum and maximum frequency of the frequency band can be set his.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.This task is due to the characteristics of claim 1 solved. Appropriate configurations result derive from the features of the claims 2 to 9.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Röntgenbandpassfilter vorgesehen, bei dem im Strahlengang hintereinander angeordnet sind:According to the invention is a X-band pass filter provided, in which the following are arranged in the beam path:

Hohlfaser weitergeleiteten Röntgenstrahlen weisen Frequenzen auf, die von der vorgegebenen Minimal- bis zur vorgegebenen Maximalfrequenz reichen. Röntgenstrahlen, welche die Reflexionsbedingung nicht erfüllen, d.h. Röntgenstrahlen mit einer Frequenz oberhalb der für die Reflexionsbedingung gültigen Frequenz, werden nicht reflektiert. Sie werden nicht in der Hohlfaser weitergeleitet, sondern absorbiert.X-rays transmitted through hollow fibers Frequencies on from the given minimum to the given Maximum frequency range. X-rays, which do not meet the reflection condition, i.e. X-rays with a frequency above the frequency valid for the reflection condition, are not reflected. They are not forwarded in the hollow fiber, but absorbed.

Zweckmäßigerweise ist ein Mittel zum Ändern des Radius vorgesehen. Damit kann die Reflexionsbedingung und damit die gewünschte Maximalfrequenz der in der Faser weitergeleiteten Röntgenstrahlung eingestellt werden.Appropriately, a means of changing the Radius provided. So that the reflection condition and thus the desired Maximum frequency of the X-rays transmitted in the fiber can be set.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann die Einrichtung zum Ablenken auch einen Röntgenspiegel zum Reflektieren der Röntgenstrahlen mit einer Frequenz kleiner als die Maximalfrequenz aufweisen. Ein solcher Röntgenspiegel ist nach dem Stand der Technik bekannt. Es wird z.B. auf die EP 1 085 528 A2 sowie die US 6,041,099 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.According to a further design feature, the device for deflecting can also have an X-ray mirror for reflecting the X-rays with a frequency lower than the maximum frequency. Such an X-ray mirror is known in the prior art. It is, for example, on the EP 1 085 528 A2 as well as the US 6,041,099 referenced, the disclosure content of which is hereby included.

Zweckmäßigerweise kann in diesem Fall ein weiteres Mittel zum Absorbieren von nicht von der Einrichtung zum Ablenken abgelenkter Röntgenstrahlung vorgesehen sein. Das Vorsehen eines solchen Mittels erlaubt auf einfache Weise das Ausblenden hochfrequenter Röntgenstrahlung. Es kann sich dabei z.B. um eine geeignete Blende handeln.In this case, expediently another means of not absorbing from the device for deflecting deflected x-rays be provided. The provision of such a means allows on simple way to suppress high-frequency X-rays. It can happen e.g. be a suitable aperture.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle und einem erfindungsgemäßen Röntgenbandpassfilter vorgesehen.According to a further embodiment is an x-ray device with an x-ray source and an x-ray bandpass filter according to the invention intended.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the Invention with reference to the drawing explained. It demonstrate:

1 eine schematische Ansicht eines ersten Röntgenbandpassfilters und 1 a schematic view of a first x-ray bandpass filter and

2 eine schematische Ansicht eines zweiten Röntgenbandpassfilters. 2 is a schematic view of a second x-ray bandpass filter.

In den 1 und 2 trifft aus einer (hier nicht gezeigten) Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlung auf ein Absorptionsfilter 1 auf. Dabei kann es sich um ein herkömmliches Absorptionsfilter handeln, das aus beliebigem Material, vorzugsweise einem Metall wie Aluminium, Blei oder dgl. hergestellt ist. Die durch das Absorptionsfilter 1 hindurch gelassenen Frequenzen der Röntgenstrahlung sind größer als eine vorgegebene Minimalfrequenz. Die Minimalfrequenz ist abhängig von der Dicke sowie vom Material des Absorptionsfilters 1. Das Absorptionsfilter 1 kann beispielsweise in Form einer Scheibe ausgeführt sein, bei der Kreissektoren eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Mit einem ersten Doppelpfeil P1 ist angedeutet, dass eine solche Scheibe drehbar gehalten sein kann. Durch ein Verdrehen einer solchen Scheibe kann die wirksame Dicke des Absorptionsfilters 1 eingestellt werden. Damit kann auf einfache Weise die Minimalfrequenz variiert werden. Selbstverständlich können die Kreissektoren auch aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten bestehen.In the 1 and 2 strikes x-ray radiation emitted from an x-ray source (not shown here) on an absorption filter 1 on. This can be a conventional absorption filter, which is made of any material, preferably a metal such as aluminum, lead or the like. The through the absorption filter 1 frequencies of the x-ray radiation let through are greater than a predetermined minimum frequency. The minimum frequency depends on the thickness and the material of the absorption filter 1 , The absorption filter 1 can be designed, for example, in the form of a disk in which the circular sectors have a different thickness. A first double arrow P1 indicates that such a disk can be held rotatably. By turning such a disc, the effective thickness of the absorption filter can be reduced 1 can be set. The minimum frequency can thus be varied in a simple manner. Of course, the circular sectors can also consist of different materials with different absorption coefficients.

Die aus dem Absorptionsfilter 1 austretende Röntgenstrahlung durchläuft mindestens einen Kollimator 2. Die Röntgenstrahlung wird im Kollimator 2 parallelisiert. Die parallelisierte Röntgenstrahlung trifft in 1 auf mindestens eine mit einem Radius R gebogene Glashohlfaser 3 auf. Wenn für die Röntgenstrahlungen die Reflexionsbedingung erfüllt ist, wird sie an der Grenzfläche der Glashohlfaser 3 ein- oder mehrfach reflektiert und abgelenkt. Die abgelenkte Röntgenstrahlung S1 weist die Minimalfrequenz und eine Maximalfrequenz auf, die durch die Reflexionsbedingung gegeben ist. Röntgenstrahlung S2, deren Frequenz so hoch ist, dass die Reflexionsbedingung nicht mehr erfüllt ist, wird nicht reflektiert. Sie durchdringt die Glashohlfaser 3 und wird an einer Blende 4 absorbiert.The one from the absorption filter 1 escaping x-rays pass through at least one collimator 2 , The x-rays are in the collimator 2 parallelization. The parallelized X-rays hit 1 on at least one hollow glass fiber bent with a radius R. 3 on. If the reflection condition is fulfilled for the X-rays, it becomes at the interface of the hollow glass fiber 3 one or more times reflected and distracted. The deflected x-ray radiation S1 has the minimum frequency and a maximum frequency, which is given by the reflection condition. X-ray radiation S2, the frequency of which is so high that the reflection condition is no longer met, is not reflected. It penetrates the hollow glass fiber 3 and is on a bezel 4 absorbed.

Ein zweiter Doppelpfeil P2 zeigt an, dass der Radius R der Glashohlfaser 3 veränderbar ist. Es kann damit die Reflexionsbedingung geändert werden. Infolgedessen kann mit einer Änderung des Radius R die Maximalfrequenz der abgelenkten Röntgenstrahlung S1 variiert werden.A second double arrow P2 indicates that the radius R of the hollow glass fiber 3 is changeable. The reflection condition can thus be changed. As a result, the maximum frequency of the deflected x-ray radiation S1 can be varied by changing the radius R.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Glashohlfaser 3 ein Röntgenspiegel 5 vorgesehen. Der Röntgenspiegel 5 weist an seiner Reflexionsseite eine Vielzahl übereinander liegender Schichten auf, welche eine Reflexion der Röntgenstrahlung S1 bewirken. Die übereinander liegenden Schichten erfüllen zweckmäßigerweise die Bragg'sche Reflexionsbedingung. Röntgenstrahlung S2, deren Frequenz so hoch ist, dass die Reflexionsbedingung nicht mehr erfüllt ist, durchdringt den Röntgenspiegel 5 und wird an der Blende 4 absorbiert. Ein dritter Doppelpfeil P3 deutet an, dass der Röntgenspiegel 5 bezüglich der einfallenden Röntgenstrahlung schwenkbar ist. Das ermöglicht eine Variation der Maximalfrequenz der abgelenkten Röntgenstrahlung S1.At the in 2 The embodiment shown is instead of the glass hollow fiber 3 an x-ray mirror 5 intended. The X-ray mirror 5 has on its reflection side a multiplicity of layers lying one above the other, which bring about a reflection of the x-ray radiation S1. The layers lying one above the other suitably meet Bragg's reflection condition. X-ray radiation S2, the frequency of which is so high that the reflection condition is no longer met, penetrates the X-ray mirror 5 and is on the bezel 4 absorbed. A third double arrow P3 indicates that the x-ray mirror 5 is pivotable with respect to the incident X-rays. This enables the maximum frequency of the deflected x-ray radiation S1 to be varied.

Anstelle einer Glashohlfaser 3 kann auch ein Bündel von Glashohlfasern verwendet werden. Die Hohlfasern können nicht nur aus Glas sondern auch aus anderen Materialien, z.B. aus Metall, hergestellt sein. Wesentlich für die Reflexion der Röntgenstrahlung ist, dass die Oberfläche der Hohlfasern 3 bzw. des Röntgenspiegels 5 geeignet eben ausgebildet ist.Instead of a hollow glass fiber 3 a bundle of hollow glass fibers can also be used. The hollow fibers can be made not only from glass but also from other materials, for example metal. It is essential for the reflection of the X-rays that the surface of the hollow fibers 3 or the X-ray mirror 5 suitably level.

Claims

X-ray bandpass filter in which the following are arranged in the beam path: a) an X-ray absorbing filter ( 1 ) for masking out X-rays below a predetermined minimum frequency, and b) a device ( 3 . 5 ) for deflecting x-rays below a predetermined maximum frequency.

X-ray bandpass filter according to claim 1, wherein the filter ( 1 ) the facility ( 3 . 5 ) is arranged for distraction.

X-ray bandpass filter according to one of the preceding claims, wherein between the filter ( 1 ) and the facility ( 3 . 5 ) a collimator to distract ( 2 ) is arranged.

X-ray bandpass filter according to one of the preceding claims, wherein the device ( 3 . 5 ) another collimator to distract ( 4 ) is subordinate.

X-ray bandpass filter according to one of the preceding claims, wherein the device ( 3 ) for deflecting at least one hollow fiber (preferably made of glass) bent with a predetermined radius (R) ( 3 ) or one of such hollow fibers ( 3 ) formed hollow fiber bundle.

X-band pass filter according to one of the preceding claims, wherein a means for changing the Radius (R) is provided.

X-ray bandpass filter according to one of the preceding claims, wherein the device ( 3 . 5 ) an x-ray mirror ( 5 ) for reflecting X-rays with a frequency lower than the maximum frequency.

X-ray bandpass filter according to one of the preceding claims, wherein a means ( 4 ) for absorbing not from the device ( 3 . 5 ) is provided for deflecting deflected x-rays.

X-ray device with an x-ray source and an x-ray band pass filter according to one of the preceding claims.