JP7280630B2 - X線源を制御するための方法 - Google Patents
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Description
典型的には、電子エネルギーは、約5keV~約500keVの範囲であり得る。電子源からの電子ビームは、加速アパーチャ348に向かって加速され、その点で、整列板350の配列、レンズ352、及び偏向板354の配列を備える電子光学システムに入る。整列板350、レンズ352、及び偏向板354の可変特性は、コントローラ347が提供する信号によって制御可能である。例示される例では、偏向板350及び整列板354は、電子ビームを少なくとも2つの横方向に加速するように動作可能である。最初の較正の後、整列板350は、典型的には、X線源300の作業サイクルを通して一定の設定に保たれ、一方、偏向板354は、X線源300の使用中に電子スポット位置を動的に走査又は調整するために使用される。レンズ352の制御可能な特性は、それぞれの集束力(焦点距離)を含む。図面は、整列手段、集束手段、及び偏向手段が静電型であることを示唆するようにそれらを象徴的に描写しているが、本発明は、電磁機器、又は静電電子光学構成要素と電磁電子光学構成要素との混合を使用することによって、等しく良好に具現化されることができる。X線源は、非円形形状の電子スポットが達成されることを提供し得るスティグマトールコイル353を備え得る。
100 X線源
102 真空チャンバ
104 エンクロージャ
106 X線透過窓
108 液体ジェットジェネレータ
110 液体ジェット
112 交差領域
113 収集機構
114 電子源
116 電子ビーム
118 X線放射
120 ポンプ
122 再循環経路
128 電子検出器
144 電源
210a,b ターゲット
230a,b 電子スポット
231b X線スポットの幅
232a,b X線スポット
233b 電子スポットの幅
234a,b エリア
235b エリア
236a,b 電力密度プロファイル
237b 電子スポットの高さ
238a,b 電力密度プロファイル
239b エリア
240a,b エリア
250 X線光学システム
300 X線源
308 液体ジェットジェネレータ
310 液体ターゲット
312 交差領域
314 カソード
328 電子検出器
342 ハウジング
346 電子エミッタ
347 コントローラ
350 整列板
352 レンズ
353 スティグマトールコイル
354 偏向板
356 電流計
558 ターゲットを提供するステップ
560 電子ビームを提供するステップ
562 電力密度プロファイルを決定するステップ
564 電子ビームの幅及び総電力を設定するステップ
566 電子ビームの総電力を設定するステップ
I 電力密度プロファイル
II 電力密度プロファイル
III 電力密度プロファイル
IV 電力密度プロファイル
V 電力密度プロファイル
VI 電力密度プロファイル
F フロー軸
D 距離
I2 電子ビーム
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項をそのまま付記しておく。
[請求項1]
ターゲット上のX線スポットから、電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用によって生じるX線放射を放出するように構成されたX線源を制御するための方法であって、前記X線スポットは、前記X線源のX線光学システムの視野によって決定され、前記方法は、
前記ターゲットを形成する液体ジェットを提供するステップと、
前記ターゲット上に電子スポットを形成し、前記ターゲットと相互作用してX線放射を発生させるように構成された前記電子ビームを提供するステップと、
前記電子ビームの電力密度プロファイルを決定するステップと、
前記電子スポットにおける前記電力密度プロファイルの最大値が所定の限界を下回るように、そして前記X線スポットにおいて前記ターゲットに送達される総電力が増加するように、前記電子ビームの幅及び総電力を調整するステップと
を備える方法。
[請求項2]
前記電子ビームの前記幅及び総電力は、X線源性能指標が所定の閾値を下回るように更に調整される、請求項1に記載の方法。
[請求項3]
前記X線源性能指標は、
前記ターゲットからの総蒸気発生量、
前記電子ビームによる前記ターゲットへの単位面積あたりの送達電力の最大値、
前記ターゲットの最高表面温度、及び
前記ターゲットの幅に沿った前記電子ビームによる単位長さあたりの送達電力の最大値
のうちの少なくとも1つに関連付けられる、請求項2に記載の方法。
[請求項4]
前記電子ビームの前記電力密度プロファイルを決定する前記ステップは、
偏向電流を前記ターゲットに対する前記電子ビームの変位に関連付ける前記X線源のスケールファクタを決定することと、
前記電子ビームの変位の範囲について前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す量を測定することと、
前記量に基づいて前記電子ビームの前記電力密度プロファイルを算出することと
を備える、請求項1に記載の方法。
[請求項5]
前記スケールファクタを決定する前記ステップは、
スケールファクタデータベースから前記スケールファクタを受け取ること、
前記ターゲット上で前記電子ビームを変位させ、前記ターゲット上に発生するX線スポットの移動を測定すること、及び
所定のアパーチャ寸法を有するセンサアパーチャ上で前記電子ビームを変位させること
のうちの少なくとも1つを備える、請求項4に記載の方法。
[請求項6]
ターゲット幅を決定することを更に備える、請求項4又は5に記載の方法。
[請求項7]
前記ターゲット幅を決定する前記ステップは、
ターゲット幅データベースから前記ターゲット幅を受け取ること、及び
前記電子ビームの前記幅を予想ターゲット幅より狭い幅に設定し、前記電子ビームの変位の範囲について前記ターゲットと前記電子ビームとの間の前記相互作用を示す前記量を測定し、前記測定された量に基づいて前記ターゲット幅を算出すること
のうちの少なくとも1つを備える、請求項6に記載の方法。
[請求項8]
前記スケールファクタを決定する前記ステップは、前記ターゲット上で前記電子ビームを変位させ、前記電子ビームと前記ターゲットとの間の前記相互作用を示す前記量を測定することと、前記量及び前記ターゲット幅に基づいて前記スケールファクタを算出することとを備える、請求項6又は7に記載の方法。
[請求項9]
前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、前記電子ビームと前記ターゲットとの前記相互作用によって形成される後方散乱電子及び/又は放出電子を検出することに関係する、請求項4乃至8のうちのいずれか一項に記載の方法。
[請求項10]
前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、前記電子ビームと前記ターゲットとの前記相互作用によって生じるX線放射を検出することに関係する、請求項4乃至9のうちのいずれか一項に記載の方法。
[請求項11]
前記X線源は、前記電子ビームの伝搬方向において前記ターゲットの下流に配置された電子検出器を備え、前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、
前記電子ビームの変位の前記範囲について前記電子検出器によって収集された電子を検出することに関係する、請求項4乃至10のうちのいずれか一項に記載の方法。
[請求項12]
前記X線源は、前記電子ビームの伝搬方向において前記ターゲットの下流に配置された電子検出器を備え、前記電子検出器は、複数のセグメントを備え、各セグメントが、前記セグメントに対応するエリア内の電子を検出するように構成され、
前記電子ビームの前記電力密度プロファイルを決定する前記ステップは、
前記電子ビームを前記電子検出器に向けることと、
前記複数のセグメントか受け取った信号に基づいて前記電力密度プロファイルを算出することと、を備える、請求項3に記載の方法。
[請求項13]
ターゲットを形成する液体ジェットを提供するように構成されたターゲットジェネレータと、
前記ターゲット上に電子スポットを形成し、前記ターゲットと相互作用して前記ターゲット上のX線スポットからX線放射を発生させる電子ビームを提供するように構成された電子源と、
コントローラと、
前記X線スポットを画定する視野を有するX線光学システムと、
前記電子ビームと相互作用する電子光学システムと、を備えるX線源であって、
前記コントローラは、前記電子ビームの電力密度プロファイルを決定するために前記電子光学システム及び前記電子源を動作させるように構成されるとともに、前記電子スポットにおける前記電力密度プロファイルの最大値が所定の限界を下回るべく、そして前記X線スポットにおいて前記ターゲットに送達される総電力が増加するべく、前記電子ビームの幅及び総電力を調整するように構成されている、X線源。
Claims (11)
- ターゲット上のX線スポットから、電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用によって生じるX線放射を放出するように構成されたX線源を制御するための方法であって、前記X線スポットは、前記X線源のX線光学システムの視野によって決定され、前記方法は、
前記ターゲットを形成する液体ジェットを提供するステップと、
フォーカス電流によって前記ターゲット上に集束された電子スポットを形成し、前記ターゲットと相互作用してX線放射を発生させるように構成され、加速電圧によって加速された前記電子ビームを提供するステップと、
偏向電流を前記ターゲットに対する前記電子ビームの変位に関連付ける前記加速電圧及び前記フォーカス電流のためのスケールファクタを決定するステップと、
前記電子ビームの変位の範囲について前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す量を測定するステップと、
前記量に基づいて前記電子ビームの電力密度プロファイルを算出するステップと、
前記電子スポットにおいてこのように得られた前記電力密度プロファイルの最大値が所定の限界を下回るように、そして前記X線スポットにおいて前記ターゲットに送達される総電力が増加するように、前記電子ビームの幅及び総電力を調整するステップと
を備える方法。 - 前記電子ビームの前記幅及び総電力は、X線源性能指標が所定の閾値を下回るように更に調整される、請求項1に記載の方法。
- 前記X線源性能指標は、
前記ターゲットからの総蒸気発生量、
前記電子ビームによる前記ターゲットへの単位面積あたりの送達電力の最大値、
前記ターゲットの最高表面温度、及び
前記ターゲットの幅に沿った前記電子ビームによる単位長さあたりの送達電力の最大値
のうちの少なくとも1つに関連付けられる、請求項2に記載の方法。 - 前記スケールファクタを決定する前記ステップは、
スケールファクタデータベースから前記スケールファクタを受け取ること、
前記ターゲット上で前記電子ビームを変位させ、前記ターゲット上に発生するX線スポットの移動を測定すること、及び
所定のアパーチャ寸法を有するセンサアパーチャ上で前記電子ビームを変位させること
のうちの少なくとも1つを備える、請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載の方法。 - ターゲット幅を決定することを更に備える、請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記ターゲット幅を決定する前記ステップは、
ターゲット幅データベースから前記ターゲット幅を受け取ること、及び
前記電子ビームの前記幅を予想ターゲット幅より狭い幅に設定し、前記電子ビームの変位の範囲について前記ターゲットと前記電子ビームとの間の前記相互作用を示す前記量を測定し、前記測定された量に基づいて前記ターゲット幅を算出すること
のうちの少なくとも1つを備える、請求項5に記載の方法。 - 前記スケールファクタを決定する前記ステップは、前記ターゲット上で前記電子ビームを変位させ、前記電子ビームと前記ターゲットとの間の前記相互作用を示す前記量を測定することと、前記量及び前記ターゲット幅に基づいて前記スケールファクタを算出することとを備える、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、前記電子ビームと前記ターゲットとの前記相互作用によって形成される後方散乱電子及び/又は放出電子を検出することに関係する、請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、前記電子ビームと前記ターゲットとの前記相互作用によって生じるX線放射を検出することに関係する、請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記X線源は、前記電子ビームの伝搬方向において前記ターゲットの下流に配置された電子検出器を備え、前記電子ビームと前記ターゲットとの間の相互作用を示す前記量は、
前記電子ビームの変位の前記範囲について前記電子検出器によって収集された電子を検出することに関係する、請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載の方法。 - ターゲットを形成する液体ジェットを提供するように構成されたターゲットジェネレータと、
前記ターゲット上に電子スポットを形成し、前記ターゲットと相互作用して前記ターゲット上のX線スポットからX線放射を発生させる電子ビームを提供するように構成された電子源と、
前記電子ビームを加速するための加速電圧を提供するように構成された加速アパーチャと、
フォーカス電流を適用することによって前記電子ビームを集束するように構成された集束コイルと、
コントローラと、
前記X線スポットを画定する視野を有するX線光学システムと、
前記電子ビームと相互作用する電子光学システムと、を備えるX線源であって、
前記コントローラは、偏向電流を前記ターゲットに対する前記電子ビームの変位に関連付ける前記加速電圧及び前記フォーカス電流のためのスケールファクタを決定するように構成され、さらに、前記電子ビームの電力密度プロファイルを決定するために前記電子光学システム及び前記電子源を動作させるように構成されるとともに、前記電子スポットにおいてこのように得られた前記電力密度プロファイルの最大値が所定の限界を下回るべく、そして前記X線スポットにおいて前記ターゲットに送達される総電力が増加するべく、前記電子ビームの幅及び総電力を調整するように構成されている、X線源。
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