SE514223C2 - Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end - Google Patents

Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end

Info

Publication number
SE514223C2
SE514223C2 SE9902750A SE9902750A SE514223C2 SE 514223 C2 SE514223 C2 SE 514223C2 SE 9902750 A SE9902750 A SE 9902750A SE 9902750 A SE9902750 A SE 9902750A SE 514223 C2 SE514223 C2 SE 514223C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
lens
ray
rays
refractive
grooves
Prior art date
Application number
SE9902750A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9902750D0 (en
SE9902750L (en
Inventor
Bjoern Cederstroem
Original Assignee
Mamea Imaging Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9901892A external-priority patent/SE9901892A0/en
Application filed by Mamea Imaging Ab filed Critical Mamea Imaging Ab
Priority to SE9902750A priority Critical patent/SE514223C2/en
Publication of SE9902750D0 publication Critical patent/SE9902750D0/en
Publication of SE9902750L publication Critical patent/SE9902750L/en
Publication of SE514223C2 publication Critical patent/SE514223C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/065Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators using refraction, e.g. Tomie lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

The lens contains sawtooth-shaped grooves (103, 104) located between the two ends of the lens in at least two surfaces. A refractive device for x-rays comprises a low Z-material part (101) with one end (105) for receiving x-rays from an x-ray source, and an opposite end (106) for these x-rays to exit from. The device also includes a number of essentially sawtooth-shaped grooves located between the two ends in at least two surfaces. The grooves are arranged so that x-rays entering the device will have to pass through them as they travel between the two ends of the device, after which they are focused to a refraction point. Independent claims are also included for (a) a lens containing this refractive device, (b) an x-ray system for two-dimensional focusing of x-rays and including at least two of these lenses, each x-ray beam intersecting the two lenses one after the other, and at least one lens being rotated about an optical axis relative to the other lens, (c) a method for two-dimensional focusing using these lenses, (d) a method for obtaining a bimodal energy distribution from an x-ray source using this lens, (e) a method for making a refractive x-ray lens with a sawtooth profile by engraving the profiles in a substrate, processing an original piece and using the original to press grooves into a suitable material.

Description

25 30 5 154 212 ä _ A2/ Brännvidden ges av f=§ <2) En lins fiamställd enligt ekvation 2 skulle ha en mycket stor brännvidd, då d typiskt är 10'5 eller 10'° i det hårda röntgenorrirådet. Exempel på sådana linser gavs av Suehiro et al (Nature 352 (1991), pp. 385-386). Genom en skrivelse av Michette (Nature 353 (1991), p. 510) ansågs detta tillvägagångssätt inte fungera för alla praktiska tillämpningar. Den omfattning till vilken brännvidden kan förkortas genom att minska R är begränsad genom tillverkníngstelmik och praktisk användning. 25 30 5 154 212 ä _ A2 / The focal length is given by f = § <2) A lens fi set according to equation 2 would have a very large focal length, as d is typically 10'5 or 10 '° in the hard X-ray range. Examples of such lenses were given by Suehiro et al (Nature 352 (1991), pp. 385-386). Through a letter from Michette (Nature 353 (1991), p. 510), this approach was not considered to work for all practical applications. The extent to which the focal length can be shortened by reducing R is limited by manufacturing style and practical use.

En betydande förbättring uppnåddes när Snigirev m fl (Nature 384 (1996), pp. 49-51) gjorde N borrhål i en bit aluminium. Detta motsvarar 2N konkava ytor, vilket minskar brärmvidden med samma faktor. Den totala brämividden av den sammansatta linsen ges av L i <3) Denna lins hade fortfarande sfárisk aberration och hög absorption och fokusering kunde endast uppnås i en dimension. Dessa nackdelar har tagits upp av flera fórfatare. Liknande lösningar är kända genom US 5,594,773 och US 5,684,852.A significant improvement was achieved when Snigirev m fl (Nature 384 (1996), pp. 49-51) made N boreholes in a piece of aluminum. This corresponds to 2N concave surfaces, which reduces the aperture width by the same factor. The total focal length of the composite lens is given by L i <3) This lens still had spherical aberration and high absorption and focusing could only be achieved in one dimension. These disadvantages have been addressed by your authors. Similar solutions are known from US 5,594,773 and US 5,684,852.

Låg-Z-material har använts for minskad absorbering och tvådimensionell fokusering har uppnåtts genom, t ex Elleaume (Nucl. lnstr. and Meth. A 412 (1998), pp. 483-506) genom att korsa två linjära strålar.Low-Z materials have been used for reduced absorption and two-dimensional focusing has been achieved by, for example, Elleaume (Nucl. Lnstr. And Meth. A 412 (1998), pp. 483-506) by crossing two linear beams.

En arman lins är beskriven i den amerikanska patentansökningen benämnd "A COMPOUND REFRACTIVE X-RAY LENS", vilken innefattar en ny tillverkningstelmík för att tillverka paraboliska profiler genom att dela linsen i två halvor vid symmetriaxeln, för att därmed reducera sfárisk aberration och absorption.Another arm is described in the U.S. patent application entitled "A COMPOUND REFRACTIVE X-RAY LENS", which includes a new manufacturing telemic for making parabolic probes by dividing the lens into two halves at the axis of symmetry, thereby reducing spherical aberration and absorption.

Aberrationsfiia sammansatta brytande röntgenlinser är emellertid fortfarande i beroende av komplicerade och dyra tillverkningstelmiker. Följaktligen passar sådana brytande linser inte i kommersiella tillämpningar. Vidare är sådana kända brytande linser begränsade till att generera 10 15 20 25 30 514 223 at en energidístribution med en topp. Och en ytterligare nackdel med kända brytande linser är att de, för en given energi, har en fast brärmpurikt, vilken inte kan varieras.However, aberration fi ia composite refractive X-ray lenses are still dependent on complicated and expensive manufacturing telemics. Consequently, such refractive lenses do not fit into commercial applications. Furthermore, such known refractive lenses are limited to generating a peak energy distribution. And a further disadvantage of known refractive lenses is that, for a given energy, they have a fixed edge purity, which cannot be varied.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Således finns ett behov av en brytande röntgenlíns som passar kommersiella tillämpningar och vilken inte har de nackdelar som den kända linsen har. Det finns vidare ett behov av en brytande röntgenlíns, vilken kan generera en dubbel energidistribution från en röntgenkälla. Ytterligare ett behov finns av en brytande röntgenlíns för vilken brännvidden för en given energi lätt kan varieras. Ärmu ett behov finns av en högenergiröntgenlins som kan generera en dubbel energidistribution från en bredbandsröntgenkälla.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION Thus, there is a need for a refractive X-ray lens which is suitable for commercial applications and which does not have the disadvantages of the known lens. There is also a need for a refractive X-ray lens, which can generate a double energy distribution from an X-ray source. Another need is for a refractive X-ray lens for which the focal length of a given energy can be easily varied. There is a need for a high-energy X-ray lens that can generate a dual energy distribution from a broadband X-ray source.

Ett ytterligare behov firms av en metod för att enkelt utforma en brytande röntgenlíns till en låg kostnad, så att t ex högenergiröntgentelcnik skulle kunna ta sig fiån applikationer inom specialiserad forskning till allmärma tillämpningar inom industriell och kommersiell utveckling.There is a further need for a method for easily designing a refractive X-ray lens at a low cost, so that, for example, high energy X-ray technology could move from applications in specialized research to general applications in industrial and commercial development.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller en röntgenlíns som passar bra i kommersiella applikationer. Föreliggande uppfinning åstadkommer också en metod för att enkelt utforma en sammansatt brytande röntgenlíns. Föreliggande uppfinning åstadkommer vidare en brytande röntgenlíns som kan generera en dubbel energidistribution från en bred röntgen-energikälla.The present invention provides an X-ray lens that fits well in commercial applications. The present invention also provides a method for easily designing a composite refractive X-ray lens. The present invention further provides a refractive X-ray lens which can generate a dual energy distribution from a wide X-ray energy source.

Vidare åstadkommer föreliggande uppfinning en brytande röntgenlíns för vilken brännvidden för en given energi kan varieras. Föreliggande uppfinningen uppnår de ovanstående målen medelst en ny röntgenfokiiseringsapparat, ny röntgenlinstillverkning och nya metoder för fokusering av röntgenstrålar.Furthermore, the present invention provides a refractive X-ray lens for which the focal length of a given energy can be varied. The present invention achieves the above objectives by means of a new X-ray focusing apparatus, new X-ray lens fabrication and new methods for focusing X-rays.

Vidare har föreliggande uppfimiing som mål att öka flödet på en scannad slits.Furthermore, the present invention aims to increase the flow of a scanned slit.

Därför innefattar den inledningsvis nämnda brytande anordningen för röntgenstrålar dessutom ett flertal väsentligen sågtandformade spår anordnade mellan sagda första och andra ändar på åtminstone en av sagda första och andra ytor. Sagda flertal spår är placerade så att röntgenstrålama, vilka upptas vid den första änden, passerar genom sagda del av låg-Z-material och sagda flertal spår, och kommer ut ur sagda andra ände, och bryts mot en brännpunkt.Therefore, the initially mentioned X-ray refracting device further comprises a plurality of substantially sawtooth-shaped grooves disposed between said first and second ends of at least one of said first and second surfaces. Said number of grooves are placed so that the X-rays, which are received at the first end, pass through said part of low-Z material and said number of grooves, and come out of said second end, and are refracted towards a focal point.

Företrädesvis består delen av lågt Z-material av ett plastmaterial, speciellt en från gruppen innefattande polymetyhnetalqylat, vinyl och PVC. Den kan också bestå av beryllium. 10 15 20 25 30 514122» ff Företrädesvis har sagda spår formen av sågtänder med väsentligen raka urskärningar.Preferably the part of low Z material consists of a plastic material, especially one from the group comprising polyethylene alkylate, vinyl and PVC. It can also consist of beryllium. Preferably, said grooves have the shape of saw teeth with substantially straight cut-outs.

I en töredragen utföringsfonn har sagda flertal spår varierande storlekar, steglöst minskande eller ökande från den första änden mot den andra änden.In a tethered embodiment, said number of grooves have varying sizes, steplessly decreasing or increasing from the first end to the second end.

Den brytande röntgenlinsen enligt uppfinningen innefattar en volym av låg-Z-material, vilken volym har en första ände anordnad att uppta röntgenstrålar utsända från en röntgenkälla och en andra ände från vilken sagda röntgenstrålar upptagna vid den första änden kommer ut och första och andra ytor. Vidare innefattar volymen ett flertal väsentligen sågtandformade spår anordnade mellan första och andra ändarna på åtminstone en av åtminstone två ytor, vilka flertal spår är placerade så att sagda röntgenstrålar vilka upptas vid den första änden, passerar genom sagda volym av låg-Z-material och sagda flertal spår, och kommer ut fiån sagda andra ände, och bryts mot en brännpunkt.The refractive X-ray lens according to the invention comprises a volume of low-Z material, which volume has a first end arranged to receive X-rays emitted from an X-ray source and a second end from which said X-rays taken at the first end come out and first and second surfaces. Furthermore, the volume comprises a number of substantially sawtooth-shaped grooves arranged between the first and second ends of at least one of at least two surfaces, which number of grooves are placed so that said X-rays which are received at the first end pass through said volume of low-Z material and said fl ertal tracks, and comes out sag from said other end, and breaks against a focal point.

I en íöredragen utföríngsfonn innefattar linsen två volymer anordnade så att ytorna med flertalet spår är placerade mot varandra. F öreträdesvis har sagda två volymer vardera en lutningsvinkel mot en optisk axel i sagda röntgen. Volymemas brärmpunkter sammanfaller inte.In a preferred embodiment, the lens comprises two volumes arranged so that the surfaces with a number of grooves are placed against each other. Preferably, said two volumes each have an angle of inclination towards an optical axis in said X-ray. The hotspots of the volumes do not coincide.

Företrädesvis varieras en brännvidd hos de vardera två volymema i linsen genom att varje lutningsvinkel enskilt varieras.Preferably, a focal length of the two volumes of the lens in each is varied by varying each angle of inclination individually.

Volymen med låg-Z-material består av ett plastmaterial, speciellt en från gruppen innefattande polymetylrnetalcrylat, vinyl och PVC eller så består sagda volym med låg-Z-material av beryllium.The volume with low-Z material consists of a plastic material, especially one from the group comprising polymethyl metal acrylate, vinyl and PVC or said volume with low-Z material consists of beryllium.

Vidare innefattas uppfinningen av ett röntgensystem och en metod för tvådimensionell fokusering av röntgenstrålar och inkluderande minst två linser enligt ovan Fokuseringen uppnås genom att anordna sagda åtminstone två linser, så att varje röntgenstråle skär båda linsema efier varandra och att en av sagda minst två linser roteras runt en optisk axel med avseende på den andra linsen.Furthermore, the invention comprises an X-ray system and a method for two-dimensional focusing of X-rays and including at least two lenses as above. an optical axis with respect to the second lens.

I en föredragen tillämpning kopplas sagda brytande lins till minst en andra kommersiell sammansatt brytande röntgenlins så att en båge av sammansatta brytande röntgenlinser bildas. 10 l5 20 25 30 514 225 5 Metoden att tillverka den brytande röntgenlinsen med sågtandad profil kännetecknas av: att överföra spårformer till en bärare medelst en graveringsanordning, vilken tillverkar ett original, och att använda sagda original fiâr att pressa spår i lämpligt material.In a preferred application, said refractive lens is coupled to at least one second commercial composite refractive X-ray lens so that an arc of composite refractive X-ray lenses is formed. The method of manufacturing the refractory X-ray lens with sawtooth profile is characterized by: transferring groove shapes to a carrier by means of an engraving device which produces an original, and using said originals is to press grooves in a suitable material.

Dessa och andra fördelar med den föreliggande uppfinningen kommer utan tvivel att fi-amgå väl för de med normal kunskap inom området efier genomläsning av de föredragna uttöringsexemplen vilka illustreras i de olika ritningsfigtirerna.These and other advantages of the present invention will undoubtedly work well for those of ordinary skill in the art or a reading of the preferred exemplary embodiments illustrated in the various drawings.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att framgå bättre ur de närslutna kraven och beskrivningen vilken i samband med ritníngarna illustrerar några föredragna uttöringsforrner av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become more apparent from the appended claims and the description which, in conjunction with the drawings, illustrate some preferred embodiments of the invention.

I ritningar-na: FIGUR 1 visar en schematisk perspektivvy av en brytande röntgenlins enligt en utfiiringsfonn av den föreliggande uppfinningen.In the drawings: FIGURE 1 shows a schematic perspective view of a refractive X-ray lens according to an embodiment of the present invention.

FIGUR 2 visar ett schematiskt snitt i perspektiv av en brytande röntgenlins med sågtandad profil enligt en andra utröringsfonn av den föreliggande uppfinningen.FIGURE 2 shows a schematic section in perspective of a refractive X-ray lens with a sawtooth profile according to a second embodiment of the present invention.

FIGUR 3a visar schematiskt en sidvy av en brytande röntgenlins med sågtandad profil innefattande snittet i Figur 2.FIGURE 3a schematically shows a side view of a refractive X-ray lens with a serrated profile comprising the section in Figure 2.

FIGUR 3b är en imaginär proj ektion som visar den paraboliska linsfonnen som fås med den sågtandade formen.FIGURE 3b is an imaginary projection showing the parabolic lens shape obtained with the sawtooth shape.

F IGUR 4 visar en schematisk sidvy av en brytande röntgenlins enligt en andra uttöringsfonn.FIGURE 4 shows a schematic side view of a refractive X-ray lens according to a second embodiment.

FIGUR 5 visar en sidvy av den endimensionella fokuseringsgeometrin av den brytande röntgenlinsen med sågtandad profil enligt utföringsformen visad i Figur 4.FIGURE 5 shows a side view of the one-dimensional focusing geometry of the refractory X-ray lens with sawtooth profile according to the embodiment shown in Figure 4.

FIGUR 6a och 6b visar sidvyn respektive toppvyn av andra utföringsformer. 10 15 20 25 514 223 s GRUNDTEORI I det följande tillämpas välkänd stråloptik på en sågtandad geometii. Turmlinsapproxiamtion utförs. Definitionema är illustrerade i Fig. 7 som visar en väsentligen triangelformad sågtand.FIGURES 6a and 6b show the side view and the top view, respectively, of other embodiments. 10 15 20 25 514 223 s BASIC THEORY In the following, well-known beam optics is applied to a sawtooth geometry. Tour lens approximation is performed. The fi nitions are illustrated in Fig. 7 which shows a substantially triangular sawtooth.

Brytningslagen ger sin(y + a) = n sin(y + oc + Aon) (i) Eftersom Ao: är mycket liten och ot << y , kan detta skrivas sin(y +a) = n sin(y + a) + n cos(y + a) Act (ii) _ (1- n)sin(;/ + a) _ n cos(7 + a) Aa »a âtang = (in) 5 wflßß) där n=1- ö och ß + y= 1t/2.The law of refraction gives sin (y + a) = n sin (y + oc + Aon) (i) Since Ao: is very small and ot << y, this can be written sin (y + a) = n sin (y + a) + n cos (y + a) Act (ii) _ (1- n) sin (; / + a) _ n cos (7 + a) Aa »a âtang = (in) 5 w fl ßß) where n = 1- ö and ß + y = 1t / 2.

Efter passage genom N sågtänder kommer den totala vinkeln bli Aocm = 2N ö/ tan (ß) (iv) (se också Fig. 8) Denna vinkel är så liten att det får antas att strålen kommer att skära linsen i en rät linje parallell med axeln. Geometrin ovan visar att y y y AfIwÄyFS-Pšš? (v) där f är den sammansatta linsens brännvidd.After passing through N saw teeth, the total angle will be Aocm = 2N ö / tan (ß) (iv) (see also Fig. 8) This angle is so small that it can be assumed that the beam will cut the lens in a straight line parallel to axeln. The geometry above shows that y y y AfIwÄyFS-Pšš? (v) where f is the focal length of the composite lens.

Kombinationen av (iv) och (v) ger det antal tänder sedda av en stråle vid en sträcka y från axeln. fafKßMam, = ytarflß) N(y)= 25 251, (vi) Sträckan som en stråle måste ta sig för att nå en ytterligare tand kan beräknas från 10 15 .20 514' 2523 ä* 2Nóf Zåf N = . _ ._ = ___ .. y( ) tarm) => yü) J/(l 1 tanw) (v11) och en ytterligare vägsträcka uppnås i materialet 2y . . _ 46f x(y) - ma) => Ax - x(z) - x(z - 1)- tanzw) (vin) Den totala vägsträckan fås genom summering av alla bidrag: 1 46 1 2 Xo) = Ax<1+ 2+...+N> = Ax5iN12= mzfßfiäfißr = zfïf ax) Således visas det att vägsträckan som en funktion av y kommer att vara parabolisk. Om y är höj den av den första och största tanden, är krökníngsradien R = Öf . I verkligheten är den inte en kontinuerlig funktion eftersom ett bestämt antal sågtänder existerar, och parabolen kommer att uppskattas genom några få hundra raka linjer. Detta skulle kunna ge uppfattbara aberrationseffekter i några tänkta tillämpningar. Effekten skulle emellertid vara liten och försumbar.The combination of (iv) and (v) gives the number of teeth seen by a beam at a distance y from the axis. fafKßMam, = surfaces fl ß) N (y) = 25 251, (vi) The distance that a beam must travel to reach an additional tooth can be calculated from 10 15 .20 514 '2523 ä * 2Nóf Zåf N =. _ ._ = ___ .. y () intestine) => yü) J / (l 1 tanw) (v11) and a further road distance is achieved in the material 2y. . _ 46f x (y) - ma) => Ax - x (z) - x (z - 1) - tanzw) (wine) The total distance is obtained by summing all the contributions: 1 46 1 2 Xo) = Ax <1 + 2 + ... + N> = Ax5iN12 = mzfß fi ä fi ßr = zfïf ax) Thus it is shown that the distance traveled as a function of y will be parabolic. If y is the height of the first and largest tooth, the radius of curvature is R = Öf. In reality, it is not a continuous function because a certain number of saw teeth exist, and the dish will be estimated by a few hundred straight lines. This could have noticeable aberration effects in some intended applications. However, the effect would be small and negligible.

Betrakta fallet med en finit källa som är perfekt projicerad på en slit med storleken ds. Ihj attenuation length är beteclcnad JL. En stråle med lateral förflyttrring y dämpas med en faktor: 2 -X (y) y eXp( Å )= ßXP(- zåfl) (X) Rms strålspridningen blir således O' = ÖfÄ (xi) Förstärkningen kommer att bli en produkt av den geometriska ökningen och överföringen genom linsen.Consider the case of a fi nit source that is perfectly projected on a ds of size ds. Ihj attenuation length is beteclcnad JL. A beam with lateral for fl expression y is attenuated by a factor: 2 -X (y) y eXp (Å) = ßXP (- zå fl) (X) Rms beam scattering will thus be O '= ÖfÄ (xi) The gain will be a product of the geometric increase and transmission through the lens.

Zyd s0+si 1” yz G = 1- - o» ds S0 yd exp< zazw 10 15 ' zuzMfiifig zliêxpt-fofiffd: 1 M = :Is YJíímerfo/Jša) My är den laterala fórstoringen och felfunktionen används: erf (z) = 72-;- ïexp(- xz )dx (xii) o Felfunktionen kommer att närma sig 1 när höjden ökas, och i den begränsande yd» w.Zyd s0 + si 1 ”yz G = 1- - o» ds S0 yd exp <zazw 10 15 'zuzM fi i fi g zliêxpt-fo fi ffd: 1 M =: Is YJíímerfo / Jša) My is the lateral magnification and the malfunction is used: erf (z) = 72 -; - ïexp (- xz) dx (xii) o The malfunction will approach 1 when the height is increased, and in the limiting yd »w.

O' Gmax = V27! (l+ MQ;- (xiii) S Detta är uppenbart en ofysikalisk gräns. Felfiniktionen närmar sig emellertid l snabbt. Linsens längdtillväxt med kvadraten av yd kommer inte att bidra mycket till en fast brännvidd. Eftersom längden bör hållas nere av praktiska och ekonomiska skäl.O 'Gmax = V27! (l + MQ; - (xiii) S This is obviously an unphysical limit. However, the error när nication is approaching l fast. The longitudinal growth of the lens with the square of yd will not contribute much to a fixed focal length. Because the length should be kept down for practical and economic reasons.

Så snart geometrin och linspararnetrarna är fastslagna, kommer systemet att optimeras för en enda energi. Att beräkna förstärkningen i det här fallet är inte lika enkelt. Antag att strålen från en punktkälla på den optiska axeln fokuseras vid si +A, följer det att (med hänvisning till Figur 9) 1 1 1 -+ = _ (xiv) so sl. + A f dS 5 _ h - (XV) A si+A Den maximala vinkeln en stråle klarar av horisontellt och fortfarande träffa slitsen är 10 15 20 514 223 q h ds 1 0 = - = -Å- (xvi) S0 SOSI- å' där 1 + 1 1 ( __) e' = _ '-- _ xvu S0 s: f Det absoluta värdet gör förhållandet giltigt även om fokus ligger framför slitsen. Emellertid får h inte vara större än höjden på linsen, yd , för då skulle strålen helt missa linsen. I frånvaro av linsen, blir fraktionen av röntgenstrålarna utsända av källan som ska träffa slitsen (normaliseringsfalctorn l/21t försummas) d lo = + 50 si (xviii) Med linsen närvarande, men utan absorption av röntgenstrålarna, skulle denna ökas till Im = 6 (ixx) Om absorptionen inkluderas skulle flödet som faller på slitsen ges av en integral över en vinkel a av strålen från källan: b minwšya/So) _ sza 2 a s 0 [Im = exp( 2G 2 )da (xx) -milmøflyd/SO) Här görs en förenkling. Öppningen är begränsad antingen av 6 eller av yd = so. I det senare fallet blir integralen emellertid 6. Detta är en bra uppskattning eftersom strålar långt från den optiska axeln kommer att absorbers mer och bara ge ett litet bidrag till flödet. ab; 1 ÛS 1 1 d; _ Lim = 22:e' -ß-b-erfa/åa) = Z/w šerf(:-2o_sigfi) (xxi) Förstärkningen blir ab, s + si o' d, __ G(O) = Ilim/ lo = 42% os' íerf (xxn) I S 10 15 20 25 30 514 223 :of Nu antas att punktkällan är placerad vid ys från den optiska axeln och en liknande geometrisk övning ger (om man bortser från de algebraiska detalj ema) f: s + s. o' d y d y G z __ 0 1 __ ____¿___ :¿__ _ _ ____¿___ ___¿__ (ys) J: S0 d ieffgfiaas, + Zfiaeso) erf( Zfiaes, + Zfiaeso) S (min) Det är intressant att studera hur den maximala förstärkningen beror på materialegenskapema hos linsen. Från ekvationerna xi och xiii fås Maximal förstärkning a o =sqrt{f ö Ä} (xxiv) och således bör ö Ä maximeras. Dämpningslängden en stark furiktion av atomnurnret och det . . . .Mferessarf . är uppenbart att ett material med lägsta möjliga Z är mtresserat. 1 det här energiområdet är det en bra uppskattning att sätta ö °< E* och en parametrisering av röntgentvärsnittet i barns (°< 1/2) är (från passande totabulerade värden) 24.1:¿LZ“~2 E* + 0.56 z 0 där två termer Z ang E är foto respektive Compton-effekt, (E i keV). Sedan kan den optimala (xxv) energin kalkyleras genom att använda: d/dE (ö . A) = 0 =» E01, = 2.78 z1~°7 keV (xxvi) För till exempel beryllium och PMMA, är de optimala energierna 12 keV respektive 19 keV.Once the geometry and lens savers are established, the system will be optimized for a single energy. Calculating the gain in this case is not as simple. Assume that the beam from a point source on the optical axis is focused at si + A, it follows that (with reference to Figure 9) 1 1 1 - + = _ (xiv) so sl. + A f dS 5 _ h - (XV) A si + A The maximum angle a beam can handle horizontally and still hit the slot is 10 15 20 514 223 qh ds 1 0 = - = -Å- (xvi) S0 SOSI- å 'where 1 + 1 1 (__) e' = _ '- _ xvu S0 s: f The absolute value makes the relationship valid even if the focus is in front of the slot. However, h must not be greater than the height of the lens, yd, because then the beam would completely miss the lens. In the absence of the lens, the fraction of the X-rays emitted by the source to hit the slit (normalization factor l / 21t is neglected) d lo = + 50 si (xviii) With the lens present, but without absorption of the X-rays, this would be increased to Im = 6 ( ixx) If absorption is included, the flow falling on the slit would be given by an integral over an angle α of the beam from the source: b minwšya / So) _ sza 2 as 0 [Im = exp (2G 2) da (xx) -milmø fl yd / SO ) A simplification is made here. The opening is limited either by 6 or by yd = so. In the latter case, however, the integral becomes 6. This is a good estimate because rays far from the optical axis will be absorbed more and only make a small contribution to the flux. ab; 1 US 1 1 d; _ Lim = 22 'eß-b-erfa / åa) = Z / w šerf (: - 2o_sig fi) (xxi) The reinforcement becomes ab, s + si o' d, __ G (O) = Ilim / lo = 42% os' íerf (xxn) IS 10 15 20 25 30 514 223: of Now it is assumed that the point source is located at ys from the optical axis and a similar geometric exercise gives (if one disregards the algebraic details ema) f: s + s. o 'dydy G z __ 0 1 __ ____ ¿___: ¿__ _ _ ____ ¿___ ___ ¿__ (ys) J: S0 d ieffg fi aas, + Z fi aeso) erf (Z fi aes, + Z fi aeso) S (min) It is interesting to study how the maximum gain depends on the material properties of the lens. From the equations xi and xiii Maximum gain a o = sqrt {f ö Ä} (xxiv) is obtained and thus ö Ä should be maximized. The attenuation length a strong furiction of the atomic number and that. . . .Mferessarf. it is obvious that a material with the lowest possible Z is interested. In this energy range it is a good estimate to set ö ° <E * and a parameterization of the X-ray cross section in children (° <1/2) is (from appropriate totabulated values) 24.1: ¿LZ “~ 2 E * + 0.56 z 0 where two terms Z and E are photo and Compton effect, respectively (E in keV). Then the optimal (xxv) energy can be calculated by using: d / dE (ö. A) = 0 = »E01, = 2.78 z1 ~ ° 7 keV (xxvi) For example beryllium and PMMA, the optimal energies are 12 keV respectively 19 keV.

PVC med ett högre effektivt Z och därför lägre bidrag fitån Compton-spridningen har ett mycket högre optiminn nmt 48 keV. Medan PMMA är 3 gånger bättre än vinyl vid 18 keV, är det endast 84% bättre vid 40 keV. Detta på grund av hög Compton spridning vid höga energier för de mycket låga Z materialen.PVC with a higher effective Z and therefore lower contribution fi toe The Compton spread has a much higher optimum nmt 48 keV. While PMMA is 3 times better than vinyl at 18 keV, it is only 84% better at 40 keV. This is due to the high Compton scattering at high energies for the very low Z materials.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER En brytande anordning, som kan användas som en lins i röntgentillärnpningar är shematiskt illustrerad i Figur 1. Anordningen 100, hädanefter hänförd som lins, innefattar en volym som har en första ände 105, en andra ände 106 motsatt den första änden 105, och längsgående ytor 107-110. Inuti volymen är kaviteter 102 anordnade som sträcker sig väsentligen från den första ände 105 till den andra änden 106. Kavitetema är anordnade så att den längsgående axeln i varje kavitet är väsentligen parallell med de första och andra 10 15 20 25 30 514 'gas u Varje kavitet 102 innefattar ett första (t ex övre) och ett andra (t ex undre) räffelfonnat spår 103 och 104, vilka konsekutivt formar en sågtandforrnad första (t ex övre) och en andra (t ex undre) linssektion 101. Teorin bakom utformningen av kavitetema är beskriven ovan.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A refractory device that can be used as a lens in X-ray imaging is schematically illustrated in Figure 1. The device 100, hereinafter referred to as a lens, comprises a volume having a first end 105, a second end 106 opposite the first end , and longitudinal surfaces 107-110. Inside the volume, cavities 102 are provided extending substantially from the first end 105 to the second end 106. The cavities are arranged so that the longitudinal axis of each cavity is substantially parallel to the first and second gases. cavity 102 includes a first (e.g., upper) and a second (e.g., lower) groove-shaped grooves 103 and 104, which consecutively form a sawtooth-shaped first (e.g., upper) and a second (e.g., lower) lens section 101. The theory behind the design of the cavities are described above.

Under operationen är linsen anordnad att uppta röntgenstrålar, t ex genom den första änden 105, och röntgenstrålarna kommer, efter att de har brutits, ut från den andra änden 106.During the operation, the lens is arranged to receive X-rays, for example through the first end 105, and the X-rays, after they have been refracted, come out from the second end 106.

Företrädesvis borde materialvolymen ha ett så lågt atomnummer som möjligt, t ex ett låg-Z- material; goda kandidater är t ex beryllium och plast såsom polymetylrnetakrylat (PMMA).Preferably, the volume of material should have as low an atomic number as possible, eg a low-Z material; good candidates are for example beryllium and plastics such as polymethyl methacrylate (PMMA).

I Figur 2 illustreras en sektion 201 (t ex en undre del) av en annan brytande röntgenlins med sågtandprofil enligt föreliggande uppfinning. Sågtaridfonnade spår är anordnade på en yta 207 i sektionen medan den motsatta ytan 208 är slät. I den här utföringsformen varierar storleken på spåren 203 genom att spårens djup linjärt minskas från en första ände 205 mot en andra ände 206 i volymen. I en föredragen utföringsforrn innefattar sektionen t ex ungefär 300 rakt utskuma spår med djup 2ll linjärt minskande från runt 100 till 0 rnikron och en bottenvinkel 212 på ungefär 90°. Detta ger en total längd på 30 mm. Bottenvinkeln är emellertid en fii pararneter och kan optimeras med hänsyn till praktiska och tillverlmingsmässiga krav.Figure 2 illustrates a section 201 (eg a lower part) of another refractive X-ray lens with sawtooth profile according to the present invention. Saw-shaped grooves are provided on a surface 207 of the section while the opposite surface 208 is smooth. In this embodiment, the size of the grooves 203 varies by linearly decreasing the depth of the grooves from a first end 205 toward a second end 206 in volume. In a preferred embodiment, the section comprises, for example, about 300 straight foam tracks with a depth of linear linear decrease from about 100 to 0 microns and a bottom angle 212 of about 90 °. This gives a total length of 30 mm. However, the bottom angle is a fi in pairs and can be optimized with regard to practical and manufacturing requirements.

Sektionens bredd 213 kan varieras från mm till dm enligt kraven.The width 213 of the section can be varied from mm to dm according to the requirements.

I en utföringsform är uppfimiingen en delad brytande röntgenlins med sågtandad profil. Figur 3a visar ett snitt genom en utföringsform av linsen 300 innefattande två sektioner 201 enligt Figur 2. Den brytande röntgenlinsen med sågtandad profil innefattar två volymer 201 av låg-Z- material, placerade på motsatta sidor om den optiska axeln. Volymema 201 av låg-Z-material bildar en första ände 305 som upptar röntgenstrålar, företrädesvis fås en kommersiellt tillämpbar energi utsänd från en kommersiell röntgenkälla. Från den motstående andra änden 306 kommer röntgenstrålama ut. Ett antal spår är placerde så att röntgenstrålarna vilka upptas vid den första ytan, passerar genom volymen av låg-Z-materíal och genom närnnda antal spår.In one embodiment, the image is a split refractive X-ray lens with a serrated profile. Figure 3a shows a section through an embodiment of the lens 300 comprising two sections 201 according to Figure 2. The refractory X-ray lens with serrated profile comprises two volumes 201 of low-Z material, placed on opposite sides of the optical axis. The volumes 201 of low-Z material form a first end 305 which receives X-rays, preferably a commercially applicable energy emitted from a commercial X-ray source is obtained. From the opposite other end 306 the X-rays come out. A number of grooves are placed so that the X-rays which are received at the first surface pass through the volume of low-Z material and through the approximate number of grooves.

När detta görs bryts röntgenstrålama från en enkel energi, som kommer fiam, mot en enda brännpunkt. Om röntgenkällan sänder ut röntgenstrålar med varierande energi, kommer röntgenstrålamas spektra som mottagits vid en enda brärmpunkt att förbättras nära en unik energi. 10 15 20 25 30 514 223 tät Proj ektionen av mängden material som en röntgenstråle passerat, inkommande parallellt med den optiska axeln kommer att bilda en parabolisk profil, som illustreras i Figur 3b. I princip kan således den beskrivna geometrin ersättas med en enkel parabolisk yta, som ges av ßzy-R <4) där R är krökningsradien och x och y är definierade i Figur 3a. Denna skulle emellertid vara extremt svår att tillverka. Man kan se på den föreliggande uppfinningen som en återdistribution av låg-Z-material för att underlätta tillverkning. Med geometrin beskriven ovan, R = 0,167m.When this is done, the X-rays are refracted from a simple energy, which comes fi am, towards a single focal point. If the X-ray source emits X-rays of varying energy, the spectra of the X-rays received at a single focal point will improve near a unique energy. 10 15 20 25 30 514 223 dense The projection of the amount of material passed by an X-ray, incoming parallel to the optical axis will form a parabolic profile, as illustrated in Figure 3b. Thus, in principle, the described geometry can be replaced by a simple parabolic surface, given by ßzy-R <4) where R is the radius of curvature and x and y are those fi in Figure 3a. However, this would be extremely difficult to manufacture. The present invention can be seen as a redistribution of low-Z materials to facilitate manufacturing. With the geometry described above, R = 0.167m.

Antag att det låga Z materialet är beryllium, för vilket d = 8,5>< 10” vid 20 keV. Detta kommer enligt ekvation 2 ge brännvidden F = l95mm för 20 keV röntgenstrålar. Till skillnad från brännvidder i meterområdet associerade med kända experimentella strålsfokuseringsanordningar för högenergiröntgen , uppnår den brytande röntgenlinsen med sågtandad profil 300 enligt föreliggande uppfimring en brännvidd i storleksordningen decimeter.Assume that the low Z material is beryllium, for which d = 8.5> <10 ”at 20 keV. According to Equation 2, this will give the focal length F = l95mm for 20 keV X-rays. Unlike focal lengths in the meter range associated with known experimental beam focusing devices for high energy X-rays, the refractive X-ray lens with sawtooth profile 300 according to the present invention achieves a focal length of the order of decimetres.

I uttöringsformen i Figur 4 innefattar linsen 400 två sektioner 401 , i vilka alla spetsarna (tänderna) 416 har samma storlek. Genom att vinkla delarna 401 något med avseende på de optiska axlarna 415, uppnås liknande fokuseringsegenskaper som i Figur 3. Spårens djup är t ex ungefär 100 mm. För att uppnå samma fokuseringsegenskaper som i föregående utföringsfonn behövs fortfarande 300 sågtänder, men den totala längden av den brytande linsen med sågtandad profil kommer att dubbleras till 60 mm. Sepéaåzš/tionen 413 bör vara två gånger spårens djup, t ex 200 mm. Detta skulle ge en lutningsvinkelílípå 0,l°. Dessa volymer av låg-Z- material kommer att vara väsentligen lättare att tillverka än andra geometrier. I den här uttöringsfonnen är linsen en avstämbar brytande röntgenlins med sågtandad profil. Volymema 401 av låg-Z-rnaterial som irmefattar ett flertal rakt skurna spår, genom vilka röntgenstrålarna passerar, är var och en något vinklade i förhållande till den optiska ašglåi. Brännvidden kommer att vara en ftmktion av den här vinkeln. Genom att variera vinkeln 414, oirflåandlas brärmpunkten för en given energi. Genom att alternativt variera vinkehríli vid en fast punkt, kommer således energin vid vilken spektrat intensifieras att ändras. 10 15 20 25 “'30 514 223 Ls Figur 5 visar en sidvy av en endimensionell fokuseringsgeometri av den brytande röntgenlinsen med sågtandad profil 500 enligt utföringsfonnen visad i Fig. 4. En divergent stråle från en källa S fokuseras till en linje vid brännpunkten P. Linsen enligt den här utföringsformen innefattar två halvor av brytande anordningar vilka är utformade med sågtänder på båda sidor av volymen istället för på endast en sida. Den här utformningen kan ytterligare förbättra fokuseringsegenskaperna hos linsen.In the embodiment in Figure 4, the lens 400 comprises two sections 401, in which all the tips (teeth) 416 are of the same size. By angling the parts 401 slightly with respect to the optical axes 415, similar focusing properties are achieved as in Figure 3. The depth of the grooves is, for example, approximately 100 mm. To achieve the same focusing properties as in the previous embodiment, 300 saw teeth are still needed, but the total length of the refractive lens with sawtooth profile will be doubled to 60 mm. Sepéaåzš / tion 413 should be twice the depth of the grooves, eg 200 mm. This would give an angle of inclination of 0.1 °. These volumes of low-Z material will be significantly easier to manufacture than other geometries. In this emission form, the lens is a tunable refractive X-ray lens with a serrated profile. The volumes 401 of low-Z material comprising a plurality of straight cut grooves through which the X-rays pass are each slightly angled with respect to the optical axis. The focal length will be a function of this angle. By varying the angle 414, the focal point of a given energy is unmistakable. By alternatively varying vinkehríli at a fixed point, the energy at which the spectrum is intensified will thus change. Figure 5 shows a side view of a one-dimensional focusing geometry of the refractive X-ray lens with sawtooth profile 500 according to the embodiment shown in Fig. 4. A divergent beam from a source S is focused to a line at the focal point P. The lens according to this embodiment comprises two halves of refracting devices which are formed with saw teeth on both sides of the volume instead of on only one side. This design can further improve the focusing properties of the lens.

Figurema 6a och 6b visar sidvyn respektive toppvyn av en utföringsfonn i vilken två brytande linser med sågtande profiler 600a och 600b används för att uppnå tvådimensionell fokusering.Figures 6a and 6b show the side view and the top view, respectively, of an embodiment in which two refractive lenses with sawing profiles 600a and 600b are used to achieve two-dimensional focusing.

Den andra brytande linsen med sågtandformad profil 600b roteras 90° runt den optiska axeln med avseende på den första 600a. En divergent stråle från källan S fokuseras till en punkt vid brärmpunkten P.The second refractive lens with sawtooth profile 600b is rotated 90 ° about the optical axis with respect to the first 600a. A divergent beam from the source S is focused to a point at the focal point P.

I ännu en utföringsform (ej visad) tillhandahåller föreliggande uppfinning en metod för att erhålla en dubbel energidístribution fiån en röntgenkälla som använder en brytande lins med sågtandfomlad profil. I en sådan utföringsfonn innefattar den brytande röntgenlinsen med sågtandfonnad profil två volymer av låg-Z-material placerade på motsatta sidor om den optiska axeln. Volymerna av låg-Z-material innefattar ett flertal rakt skurna spår genom vilka röntgenstrålama kommer att passera. Vardera volym har en liten unik vinkel mot den optiska axeln. Genom att de två halvoma har olika vinklar, har vardera halvan en separat brännpunktVid en given punkt på den optiska axeln kommer röntgenspektrat att ha intensifierats vid två separata energier och ger följaktligen en bimodal energidistribution.In yet another embodiment (not shown), the present invention provides a method of obtaining a dual energy distribution from an X-ray source using a refractive lens with a sawtooth-shaped profile. In such an embodiment, the refractive X-ray lens with sawtooth-shaped profile comprises two volumes of low-Z material placed on opposite sides of the optical axis. The volumes of low-Z material comprise a number of straight cut grooves through which the X-rays will pass. Each volume has a small unique angle to the optical axis. Because the two halves have different angles, each half has a separate focal point. At a given point on the optical axis, the X-ray spectra will have intensified at two separate energies and consequently give a bimodal energy distribution.

Enligt en föredragen tillverkningsmetod för en lins enligt uppfinningen överförs spårens form till en bärare (t ex av plast) genom en graveringsanordning, innefattande en het graveringsspets vilken styrs av en styranordning som överför spârens fonn till bäraren. Sedan tillverkas ett (metalliskt) original genom att använda bäraren. Originalet kan direkt eller genom fortsättningssteg användas för att göra pressformar för att pressa spåren på lämpligt material.According to a preferred manufacturing method of a lens according to the invention, the shape of the grooves is transferred to a carrier (eg of plastic) by an engraving device, comprising a hot engraving tip which is controlled by a guide device which transmits the shape of the grooves to the wearer. Then a (metallic) original is made using the carrier. The original can be used directly or through continuation steps to make press molds to press the grooves on suitable material.

Den sågtandade linsen liknar följaktligen en vinylgrammofonskiva. En överslagsberälming ger att spårlutning av en sådan skiva bör ligga runt 120 um (10 cm vid 33 rpm i 25 min). För att få avkoppla vibrationsstorlekarna, bör bottenvinkeln vara 90° i stereoläget d v s ß, definierad i ”GRUNDTEORP-delen, är 45°. Om det således inte skulle firmas några mellanrum mellan spåren skulle djupet vara 60 pm. Mätningar utförda på en vinylskivas profil indikerade att 10 15 20 514. 223 iii mellanrum tar upp halva ytan, vilket ger ett djup på endast 30 um. Utskämingen är emellertid en flexibel process med många fria parametrar. Restriktionen är det 100 um lacklager som firms på originalet som begränsar djupet till cirka 90 um och följaktligen bredden till 180 um. Ett original skars med ett djup på 90 ° utan mellanrum och en vinyl (PVC) pressades, från vilken en 60 mm lång sektion skars ut. Ytan med snitten verkar vara av ganska dålig kvalitet och förstärkningen bör inte förväntas vara optimala. Linshalvoma fastsattes till aluminumstöd som justerades med mikrometerskruvar under ett mikroskop för att erhålla den rätta lutningsvinkeln.The serrated lens therefore resembles a vinyl gramophone record. An estimate shows that the track slope of such a disc should be around 120 μm (10 cm at 33 rpm for 25 min). To be able to relax the vibration sizes, the bottom angle should be 90 ° in the stereo position, ie ß, the fi nied in the “GRUNDTEORP part, is 45 °. Thus, if there were no gaps between the grooves, the depth would be 60 μm. Measurements made on the profile of a vinyl record indicated that 10 15 20 514. 223 iii intervals occupy half the surface, giving a depth of only 30 μm. However, the cutting is an ibelexable process with many free parameters. The restriction is the 100 μm lacquer layer that is firmly attached to the original, which limits the depth to approximately 90 μm and consequently the width to 180 μm. An original was cut with a depth of 90 ° without gaps and a vinyl (PVC) was pressed, from which a 60 mm long section was cut out. The surface with the cuts seems to be of rather poor quality and the reinforcement should not be expected to be optimal. The lens halves were attached to aluminum supports that were adjusted with micrometer screws under a microscope to obtain the correct angle of inclination.

Med 180 um separation vid änden, är krökningsradíen R = (90 um) 2 =(2 \De1ta 300mm) = O: 135 pm. Detta ger en brärmvidd på 218 mm för 23 keV.With 180 μm separation at the end, the radius of curvature is R = (90 μm) 2 = (2 \ De1ta 300mm) = 0: 135 μm. This gives a bandwidth of 218 mm for 23 keV.

Ovannämnda metoder ges endast som exempel och andra metoder såsom diamantbonningstekriiker, laserskäming etc kan också användas.The above methods are given by way of example only and other methods such as diamond grinding techniques, laser cutting, etc. may also be used.

Linsema enligt uppfinningen kan användas i alla röntgentillämpningar, såsom mammografi, bendensitetsanalyser, tandanalyser etc.The lenses of the invention can be used in all X-ray applications, such as mammography, bone density tests, dental tests, etc.

Medan uppfinningen är beskriven i samband med föredragna utföringsformer, inses det att de inte är tänkta att begränsa uppfinningen till dessa utföringsforrner. Däremot är uppfinningen tänkt att täcka altemativ, modifikationer och motsvarande, vilka kan innefattas inom ramen för uppfinningen så som den är definierad i de bifogade kraven.While the invention is described in connection with preferred embodiments, it is to be understood that they are not intended to limit the invention to these embodiments. On the other hand, the invention is intended to cover alternatives, modifications and the like, which may be included within the scope of the invention as it is defined in the appended claims.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 514 223 .., 15 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 514 223 .., 15 PATENTKRAV 1. En brytande anordning för röntgenstrålar innefattande: en del av (101, 201 , 301, 401) av låg-Z-material, vilken del av låg-Z-material har en första ände (105, 205, 305) för att uppta röntgenstrålar utsända av en röntgenkälla och en andra ände (106, 206, 306) från vilken sagda röntgenstrålar upptagna vid den första änden (105 , 205, 305) kommer ut, och första och andra ytor (207, 208), kännetecknad av, att den vidare innefattar ett flertal väsentligen sågtandformade spår (103, 104) placerade mellan de forsta och andra ändar (105, 205, 305; 106, 206, 306) på åtminstone en av de första och andra ytor (207 , 208), vilka flertal spår är placerade så att röntgenstrålarna, vilka upptas av den första änden, passerar genom delen av låg-Z-material och sagda flertal spår, och kommer ut fiån den andra änden, och bryts mot en brännpunkt.An X-ray refracting device comprising: a portion of (101, 201, 301, 401) of low-Z material, said portion of low-Z material having a first end (105, 205, 305) for receiving X-rays emitted by an X-ray source and a second end (106, 206, 306) from which said X-rays received at the first end (105, 205, 305) emerge, and first and second surfaces (207, 208), characterized in that it further comprises a number of substantially serrated grooves (103, 104) located between the first and second ends (105, 205, 305; 106, 206, 306) on at least one of the first and second surfaces (207, 208), which number grooves are placed so that the X-rays, which are occupied by the first end, pass through the part of low-Z material and said fl number of grooves, and come out fi from the second end, and are refracted towards a focal point. 2. Anordningen enligt krav 1, kännetecknad av, att delen av låg-Z-material består av ett plastmaterial, speciellt ett från gruppen innefattande poiymetymietaiqylar, vmyi och Pvc. iThe device according to claim 1, characterized in that the part of low-Z material consists of a plastic material, in particular one from the group comprising polymeric methyl particles, vmyi and Pvc. in 3. Anordningen enligt krav 1, kännetecknaa' av, att delen av låg-Z-material består av beryllium.The device according to claim 1, characterized in that the part of low-Z material consists of beryllium. 4. Anordningen enligt något av de föregående kraven, kännetecknar! av, att sagda spår är formade som sågtänder med väsentligen raka urskämingar.The device according to any one of the preceding claims, characterized in! of, that said grooves are shaped like saw teeth with substantially straight cuts. 5. Anordningen enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av, att ett flertal spår har varierande storlekar, steglöst minskande eller ökande från den första änden mot den andra änden.The device according to any one of the preceding claims, characterized in that a number of grooves have varying sizes, steplessly decreasing or increasing from the first end towards the second end. 6. En brytande röntgenlins (100, 300, 400, 500. 600) innefattande: en volym (101, 201, 301, 401) av låg-Z-material, vilken volym har en första ände (105, 205, 305) för att uppta röntgenstrålar utsända av en röntgenkälla och en andra ände (106, 206, 306) från vilken sagda röntgenstrålar upptagna vid den första änden (105, 205, 305) kommer ut, och 10 15 20 25 30 35 514 223 PG första och andra ytor (207, 208), kännetecknad av, att sagda volym vidare innefattar ett flertal väsentligen sågtandformade spår (103, 104) placerade mellan sagda första och andra ändar (105, 205, 305; 106, 206, 306) på minst en av de minst två ytoma (207, 208), vilka flertal spår är placerade så att röntgenstrålarna vilka upptas av den första änden, passerar genom delen av låg-Z-material och sagda flertal spår, och kommer ut fiån den andra änden, och bryts mot en brännpunkt.A refractive X-ray lens (100, 300, 400, 500, 600) comprising: a volume (101, 201, 301, 401) of low-Z material, said volume having a first end (105, 205, 305) for receiving X-rays emitted by an X-ray source and a second end (106, 206, 306) from which said X-rays picked up at the first end (105, 205, 305) emerge, and first and second surfaces (207, 208), characterized in that said volume further comprises a number of substantially serrated grooves (103, 104) located between said first and second ends (105, 205, 305; 106, 206, 306) on at least one of the at least two surfaces (207, 208), which number of grooves are positioned so that the X-rays which are taken up by the first end, pass through the part of low-Z material and said number of grooves, and come out of the second end, and are refracted against a focal point. 7. Lins enligt krav 6, känrzetecknad av, att linsen innefattar två volymer (101, 201, 301, 401) anordnade så att ytoma med flertalet spår är placerade mot varandra.Lens according to claim 6, characterized in that the lens comprises two volumes (101, 201, 301, 401) arranged so that the surfaces with fl number of grooves are placed against each other. 8. Lins enligt krav 7, kânnetecknad av, att sagda två volymer vardera har en lutningsvinkel mot en optisk axel i sagda röntgen.A lens according to claim 7, characterized in that said two volumes each have an angle of inclination towards an optical axis in said X-ray. 9. Lins enligt lcrav7 or 8, kännetecknad av, att sagda volymers brännpunkter ej sammanfaller..Lens according to Claim 7 or 8, characterized in that the focal points of said volumes do not coincide. 10. Lins enligt krav 8, kännetecknad av, att en brärmvidd hos vardera av de två volymema i linsen varieras genom att separat variera vardera lutningsvinkel.Lens according to Claim 8, characterized in that a focal length of each of the two volumes in the lens is varied by varying each inclination angle separately. 11. ll. Lins enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av, att sagda volym av låg-Z-material består av ett plastmaterial, speciellt ett från gruppen irmefattande polymetylrnetalcrylat, vinyl och PVC.11. ll. Lens according to one of the preceding claims, characterized in that said volume of low-Z material consists of a plastic material, in particular a polymethyl metal acrylate, vinyl and PVC comprising from the group. 12. Lins enligt något av kraven 8-10, kännetecknad av, att delen av låg-Z-material består av berylliurn. 10 15 20 25 30 514~22s e al?Lens according to one of Claims 8 to 10, characterized in that the part of low-Z material consists of beryllium urn. 10 15 20 25 30 514 ~ 22s e al? 13. Ett röntgensystem för tvådimensionell fokusering av röntgenstrålar och inkluderande minst två linser enligt något av kraven 6 till 12, kännetecknar av, att fokuseringen uppnås genom att anordna sagda minst två linser (600a, 600b), så att vaij e röntgenstråle skär båda linserna i följd och att en av sagda minst två linser roteras runt en optisk axel med avseende på den andra linsen.An X-ray system for two-dimensional focusing of X-rays and including at least two lenses according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the focusing is achieved by arranging said at least two lenses (600a, 600b), so that each X-ray cuts both lenses into consequence and that one of said at least two lenses is rotated about an optical axis with respect to the other lens. 14. En metod för att erhålla tvådimensionell fokusering genom att använda två brytande röntgenlinser med sågtandformade profiler enligt kraven 6-12 , så att varje röntgenstråle kommer att skära båda i följd och så att den sagda andra brytande röntgenlinsen med sågtandfonnad profil roteras runt den optiska axeln med avseende på den första sagda brytande röntgenlinsen med sågtandformad profil.A method of obtaining two-dimensional focus by using two refractive X-ray lenses with sawtooth-shaped profiles according to claims 6-12, so that each X-ray beam will cut both in succession and so that said second refractive X-ray lens with sawtooth-shaped profile is rotated about the optical axis. with respect to the first said refractive X-ray lens with sawtooth-shaped profile. 15. Lins enligt krav 6, kännetecknad av, att sagda brytande lins kopplas till minst en andra kommersiell sammansatt brytande röntgenlins så att en båge av sammansatta brytande röntgenlinser bildas.Lens according to claim 6, characterized in that said refractive lens is coupled to at least a second commercial composite refractive X-ray lens so that an arc of composite refractive X-ray lenses is formed. 16. En metod för att erhålla en bimodal energidistribution från en röntgenkälla genom att använda en brytande röntgenlins med sågtandforrnad profil enligt krav 6.A method of obtaining a bimodal energy distribution from an X-ray source using a refractive X-ray lens having a sawtooth-shaped profile according to claim 6. 17. En metod för tillverkning av en brytande röntgenlins med sågtandformad profil kännetecknad av, - överföring av spårformema till en bärare medelst en graveringsanordning, - tillverkning av ett original, och - användning av originalet för att pressa spår i lämpligt material.A method of manufacturing a refractive X-ray lens with a sawtooth-shaped profile, characterized by: - transferring the groove shapes to a carrier by means of an engraving device, - manufacturing an original, and - using the original to press grooves in a suitable material. 18. Metoden enligt krav 17, kännetecknad av, att sagda material är vinyl eller PVC.The method according to claim 17, characterized in that said material is vinyl or PVC.
SE9902750A 1999-05-25 1999-07-19 Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end SE514223C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9902750A SE514223C2 (en) 1999-05-25 1999-07-19 Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901892A SE9901892A0 (en) 1999-05-25 1999-05-25 A refractive lens with saw tooth profile for x-rays
SE9902750A SE514223C2 (en) 1999-05-25 1999-07-19 Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9902750D0 SE9902750D0 (en) 1999-07-19
SE9902750L SE9902750L (en) 2000-11-26
SE514223C2 true SE514223C2 (en) 2001-01-22

Family

ID=26663579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9902750A SE514223C2 (en) 1999-05-25 1999-07-19 Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE514223C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505677A (en) * 1999-07-19 2003-02-12 マメア イメイジング アクチボラゲット Refractive X-ray device
WO2004084236A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Mamea Imaging Ab A refractive x-ray element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505677A (en) * 1999-07-19 2003-02-12 マメア イメイジング アクチボラゲット Refractive X-ray device
WO2004084236A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Mamea Imaging Ab A refractive x-ray element
JP2006520911A (en) * 2003-03-21 2006-09-14 セクトラ マメア エービー Refraction type X-ray element
US7548607B2 (en) 2003-03-21 2009-06-16 Sectra Mamea Ab Refractive x-ray element
JP4668899B2 (en) * 2003-03-21 2011-04-13 セクトラ マメア エービー Refraction type X-ray element

Also Published As

Publication number Publication date
SE9902750D0 (en) 1999-07-19
SE9902750L (en) 2000-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mimura et al. Efficient focusing of hard x rays to 25nm by a total reflection mirror
US8744048B2 (en) Integrated X-ray source having a multilayer total internal reflection optic device
US7542548B2 (en) X-ray optical system
JP4567261B2 (en) An X-ray refraction apparatus, a refractive X-ray lens, a method of manufacturing the lens, an X-ray two-dimensional focusing X-ray system including the lens, and two-dimensional focusing of X-rays using the lens Method
EP1680789B1 (en) Arrangement for collimating electromagnetic radiation
Thiel et al. Production of intense micrometer‐sized x‐ray beams with tapered glass monocapillaries
SE514223C2 (en) Refractive lens for x-rays, contains sawtooth shaped grooves for x-rays to pass through as they enter one end of lens and exit opposite end
Applegate et al. Fiber-focused diode bar optical trapping for microfluidic flow manipulation
Xiao et al. Polycapillary-based X-ray optics
EP1509928B1 (en) A micro beam collimator having an iris like capillary for compressing beams
Jindong et al. The monolithic X-ray polycapillary lens and its application in microbeam X-ray fluorescence
Cremer et al. Biological imaging with a neutron microscope
玉德李 et al. Polycapillary X-ray lens for the secondary focusing Beijing synchrotron radiation source
Ullrich et al. Development of monolithic capillary optics for x-ray diffraction applications
Gorenstein Modeling of capillary optics as a focusing hard x-ray concentrator
Thiel Ray-tracing analysis of capillary concentrators for macromolecular crystallography
Xiao et al. Guiding hard x rays with glass polycapillary fiber
JP2011053096A (en) Neutron optical element
Ullrich et al. Concentration of synchrotron beams by means of monolithic polycapillary X-ray optics
Duvauchelle et al. Development of high resolution focusing collimators intended for nondestructive testing by the Compton scattering tomography technique
Wang et al. Potential of polycapillary optics for hard x-ray medical imaging applications
JP3380877B2 (en) Parallel radiation element and convergent element for X-ray and synchrotron radiation
US20010021242A1 (en) Method and device for the focussing of X-rays for the realization of X-ray - zoom - optics
Soyama et al. Application of multi-capillary fiber to neutron microguide tube
Lee et al. Fabrication of Compound Refractive X‐ray Lenses Using LIGA Process and Performance Tests

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed