專利名稱:一維x射線組合透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于X射線微結(jié)構(gòu)光學(xué)器件，尤其是X射線組合透鏡，適用于對高能X射線波段(＞5keV)輻射進(jìn)行一維聚焦和成像的場合。
背景技術(shù)：
X射線組合透鏡是A.Snigirev在1996年提出的一種適用于高能X射線波段(即X射線輻射能量超過5keV)的新型X射線微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件。X射線組合透鏡具有許多優(yōu)點，比如不需折轉(zhuǎn)光路、高溫穩(wěn)定性好且易冷卻、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、對透鏡表面粗糙度要求低。因此該元件被認(rèn)為在科學(xué)的和技術(shù)的研究中有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，基于X射線組合透鏡的各種X射線診斷技術(shù)研究非?；钴S。比如用于樣本中元素分布測量的高能X射線熒光微層析實驗系統(tǒng)；利用鋁材料X射線組合透鏡的中子顯微鏡；以及用于單細(xì)胞檢測、化學(xué)微分析、早期胸部腫瘤檢測等的高能X射線實驗系統(tǒng)等等。這些都表明了X射線組合透鏡的巨大應(yīng)用潛力和廣泛應(yīng)用前景。為了減小球差對X射線組合透鏡聚焦和成像性能的影響，X射線組合透鏡的折射單元從球面發(fā)展到了拋物面形。并采用電子束刻蝕與反應(yīng)性離子束刻蝕相結(jié)合的平面微制作技術(shù)來制作。
與本實用新型最接近的是一種拋物面形的一維X射線組合透鏡，是采用電子束刻蝕與反應(yīng)性離子束刻蝕相結(jié)合的平面微制作技術(shù)在Si材料上制成的。若對該結(jié)構(gòu)的組合透鏡進(jìn)行分解，該組合透鏡由多個對稱放置的平凹折射單元對構(gòu)成。圖2所示為用Si材料制成的拋物面形一維X射線組合透鏡(C.Schroer，et al.，Appl.Phys.Lett.，2003，vol.82，pp1485-1487)。它是由Si材料4和空氣隙3兩部分組成的。該透鏡的制作過程是先將組合透鏡用電子束刻蝕方法刻寫在Cr膜上，然后再用反應(yīng)性離子束刻蝕方法轉(zhuǎn)寫到Si材料上，完成組合透鏡的制作，透鏡的厚度尺寸20微米。這種技術(shù)存在以下缺點1、透鏡的拋物面形并不是理想面形，而是理想面形(即橢圓面形)在傍軸近似條件下的近似，因此不能使X射線組合透鏡達(dá)到理想的聚焦性能；2、其次，由于采用了微細(xì)制作技術(shù)，加工精度較高，但由于組合透鏡深度尺寸受制作技術(shù)的限制，致使器件在深度方向的集光口徑受到很大限制，并進(jìn)而很大程度地影響了X射線輻射透過率；3、此外，這種電子束刻蝕與反應(yīng)性離子束刻蝕相結(jié)合的平面微制作技術(shù)對Si材料的微細(xì)制作工藝較成熟，而對于其他材料限制較大。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)中透鏡聚焦性能不夠理想的缺點，本實用新型提供一種透鏡折射單元為橢圓面形的聚焦性能強(qiáng)的一維X射線組合透鏡。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一維X射線組合透鏡，包括透鏡主體，位于透鏡主體下方的襯基，所述透鏡主體上開有多個相同形狀的呈直線順序排布的通孔狀空氣隙單元，所述空氣隙單元的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙單元對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。
所述透鏡的厚度范圍在500微米-2000微米。
本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1、優(yōu)化X射線組合透鏡折射單元的面形形狀，采用橢圓面形，像差幾乎為零，焦斑質(zhì)量比較好，有利于達(dá)到對平面X射線入射波完美聚焦的效果；2、具有組合透鏡厚度尺寸可以提高幾十倍的優(yōu)點，因此集光口徑可以大幅度提高，進(jìn)而X射線效率可以大幅度提高；3、對材料限制小，基本上可以消除球差，可以一體化、一次性精密加工成型。


圖1是本實用新型一維X射線組合透鏡的示意圖。
圖2是已有技術(shù)的示意圖1-襯基，2-透鏡主體，3-空氣隙，4-Si透鏡材料具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。
實施例1如圖1所示，一種一維X射線組合透鏡，包含透鏡主體2，透鏡主體上有多個呈直線順序排布的通孔狀空氣隙3，所述透鏡主體上空氣隙的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。所述透鏡主體下方設(shè)有透鏡的襯基1。所述透鏡的厚度為600微米。
實施例2一種一維X射線組合透鏡，包含透鏡主體2，透鏡主體上有多個呈直線順序排布的通孔狀空氣隙3，所述透鏡主體上空氣隙的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。所述透鏡主體下方設(shè)有透鏡的襯基1。所述透鏡的厚度為1000微米。
實施例3一種一維X射線組合透鏡，包含透鏡主體2，透鏡主體上有多個呈直線順序排布的通孔狀空氣隙3，所述透鏡主體上空氣隙的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。所述透鏡主體下方設(shè)有透鏡的襯基1。所述透鏡的厚度為1500微米。
權(quán)利要求
1.一維X射線組合透鏡，包括透鏡主體，位于透鏡主體下方的襯基，所述透鏡主體上開有多個相同形狀的呈直線順序排布的通孔狀空氣隙單元，其特征在于所述空氣隙單元的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙單元對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。
2.如權(quán)利要求
1所述的一維X射線組合透鏡，其特征在于所述透鏡的厚度范圍在500微米-2000微米。
專利摘要
一維X射線組合透鏡，包括透鏡主體，位于透鏡主體下方的襯基，所述透鏡主體上開有多個相同形狀的呈直線順序排布的通孔狀空氣隙單元，所述空氣隙單元的截面形狀為橢圓形，所述空氣隙單元對應(yīng)的橢圓長軸位于同一直線上。所述透鏡的厚度范圍在500微米－2000微米。本實用新型提供一種優(yōu)化的X射線組合透鏡折射單元的面形形狀，采用橢圓面形，像差幾乎為零，焦斑質(zhì)量比較好，有利于達(dá)到對平面X射線入射波完美聚焦的效果；具有組合透鏡厚度尺寸可以提高幾十倍的優(yōu)點，因此集光口徑可以大幅度提高；對材料限制小，基本上可以消除球差，可以一體化、一次性精密加工成型。
文檔編號G21K1/00GKCN2809663SQ200520102471
公開日2006年8月23日 申請日期2005年5月26日
發(fā)明者樂孜純, 董文, 全必勝, 張明 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan