基于ccd探測的x射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置制造方法
【專利摘要】一種基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，包括底座導(dǎo)軌、位于底座導(dǎo)軌上的X射線光管、激光器和X射線CCD，底座導(dǎo)軌呈縱向布置；調(diào)整臺位于底座導(dǎo)軌的一側(cè)，X射線光管、激光器的光軸均呈縱向布置，X射線光管、激光器可橫向移動地安裝在調(diào)整臺上；待檢測X射線組合折射透鏡位于底座導(dǎo)軌的中部，待檢測X射線組合折射透鏡的光軸呈縱向布置；X射線CCD位于底座導(dǎo)軌的另一側(cè)，X射線CCD的光軸與X射線組合折射透鏡的光軸在同一直線上；X射線光管或激光器的出射端與待檢測X射線組合折射透鏡的入射端呈相對設(shè)置，待檢測X射線組合折射透鏡的出射端與X射線CCD呈相對設(shè)置。本發(fā)明簡化結(jié)構(gòu)、大大減低成本、實用性良好。
【專利說明】基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及X射線探測和成像領(lǐng)域，尤其是一種可以測量X射線組合折射透鏡聚焦性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線組合折射透鏡是一種基于折射效應(yīng)的新型X射線聚焦器件，其理論聚焦光斑尺寸可達(dá)納米量級，實際測試所得聚焦光斑尺寸通常在幾個微米，并具有尺寸小、制作工藝簡單、魯棒性好、可批量加工的優(yōu)點，適合高探測分辨率的X射線探測和成像系統(tǒng)；其次，X射線組合折射透鏡覆蓋的光子能量非常寬，因此基于它構(gòu)架X射線探測和成像系統(tǒng)，適用于多種應(yīng)用場合；最后由于其基于折射效應(yīng)，因此在對X射線束聚焦時不需要折轉(zhuǎn)光路，因此所形成的探測裝置結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕。鑒于以上優(yōu)點，X射線組合折射透鏡有望在眾多X射線探測和成像裝置(包括X射線顯微鏡、X射線微探針、X射線衍射儀、X射線散射儀、X射線反射儀、X射線層析術(shù)、X射線投影光刻裝置等等)獲得應(yīng)用。X射線組合折射透鏡的聚焦性能是其作為X射線探測和成像系統(tǒng)核心器件的最重要的性能，因此發(fā)明測量X射線組合折射透鏡聚焦性能的方法和裝置極為重要。
[0003]因為X射線組合折射透鏡是一種新型的X射線光學(xué)器件，迄今為止，尚無對其聚焦性能進(jìn)行專門測試的裝置，一般都是由該器件的研發(fā)者在同步輻射線束上對其聚焦性能進(jìn)行實驗研究和驗證(樂孜純，梁靜秋，董文，等，高能X射線組合透鏡聚焦性能的實驗結(jié)果，光學(xué)學(xué)報，2006，26 (2): 317-320)，但是同步輻射是超大型科學(xué)裝置，運行維護(hù)費用極其昂貴，機時與需求相比非常稀缺，無法滿足實際測試需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有X射線組合折射透鏡聚焦性能測試方式的機構(gòu)復(fù)雜、運行維護(hù)費用昂貴、實用性較差的不足，本發(fā)明提供了一種簡化結(jié)構(gòu)、減低成本、實用性良好的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于CXD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，包括底座導(dǎo)軌、位于所述底座導(dǎo)軌上的X射線光管、激光器和X射線CCD，所述底座導(dǎo)軌呈縱向布置；
[0007]調(diào)整臺位于所述底座導(dǎo)軌的一側(cè)，所述X射線光管、激光器的光軸均呈縱向布置，所述X射線光管、激光器可橫向移動地安裝在所述調(diào)整臺上；待檢測X射線組合折射透鏡位于所述底座導(dǎo)軌的中部，所述待檢測X射線組合折射透鏡的光軸呈縱向布置；所述X射線CCD位于所述底座導(dǎo)軌的另一側(cè)，所述X射線CCD的光軸與所述X射線組合折射透鏡的光軸在同一直線上；所述X射線光管或激光器的出射端與所述待檢測X射線組合折射透鏡的入射端呈相對設(shè)置，所述待檢測X射線組合折射透鏡的出射端與X射線CCD呈相對設(shè)置。
[0008]進(jìn)一步，所述激光器為可見光波段激光器。例如發(fā)射紅光的He-Ne激光器等。
[0009]所述調(diào)整臺為用以將X射線光管和激光器移入移出光路的多維精密調(diào)整臺。[0010]所述底座導(dǎo)軌的一側(cè)安裝第一支架，所述第一支架上安裝所述調(diào)整臺，所述底座導(dǎo)軌的中部安裝用以放置待檢測X射線組合折射透鏡的第二支架，所述底座導(dǎo)軌的另一側(cè)安裝第三支架，所述第三支架上安裝X射線CCD。
[0011]所述第一支架、第二支架和第三支架可縱向移動地安裝在所述底座導(dǎo)軌上。
[0012]所述待檢測X射線組合折射透鏡的表面設(shè)有標(biāo)示光軸的標(biāo)記。
[0013]本發(fā)明中，第一支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制，所述X射線光管、激光器在所述調(diào)整臺上的橫向移動控制，第二支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制，第三支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制；以上各種運動控制，可以采用手動控制，也可以采用電機控制或者其他驅(qū)動方式。
[0014]本發(fā)明中，以X射線光管作為光源構(gòu)建X射線組合折射透鏡的測試裝置，不僅可以滿足實際測試需求，更可以探索和研發(fā)利用X射線光管作為光源的、基于X射線組合折射透鏡的各種新型探測和成像系統(tǒng)，因此具有非常重要的意義。
[0015]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1、發(fā)明了一種光源為X射線光管的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，可以方便地對X射線組合折射透鏡的聚焦性能進(jìn)行測試；2、因為探測光源為小型化的X射線光管，也可以為研發(fā)基于X射線光管的X射線探測和成像系統(tǒng)提供技術(shù)基礎(chǔ)；3、整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，方便使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明基于CXD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置的示意圖，其中，I是X射線光管、2是激光器、3是多維精密調(diào)整臺、4是X射線組合折射透鏡、5是底座導(dǎo)軌、6是X射線(XD。
[0017]圖2-1和2-2是二維聚焦X射線組合折射透鏡的正視圖和俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0019]參照圖1和圖2，一種基于CXD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，包括底座導(dǎo)軌5、位于所述底座導(dǎo)軌5上的X射線光管1、激光器2和X射線CCD6，所述底座導(dǎo)軌5呈縱向布置；
[0020]調(diào)整臺3位于所述底座導(dǎo)軌5的一側(cè)，所述X射線光管1、激光器2的光軸均呈縱向布置，所述X射線光管1、激光器2可橫向移動地安裝在所述調(diào)整臺3上；待檢測X射線組合折射透鏡4位于所述底座導(dǎo)軌5的中部，所述待檢測X射線組合折射透鏡4的光軸呈縱向布置；所述X射線CCD6位于所述底座導(dǎo)軌5的另一側(cè)，所述X射線CCD6的光軸與所述X射線組合折射透鏡4的光軸在同一直線上；所述X射線光管I或激光器2的出射端與所述待檢測X射線組合折射透鏡4的入射端呈相對設(shè)置，所述待檢測X射線組合折射透鏡4的出射端與X射線(XD6呈相對設(shè)置。
[0021]進(jìn)一步，所述激光器2為可見光波段激光器。例如發(fā)射紅光的He-Ne激光器等。
[0022]所述調(diào)整臺3為用以將X射線光管和激光器移入移出光路的多維精密調(diào)整臺。
[0023]所述底座導(dǎo)軌5的一側(cè)安裝第一支架，所述第一支架上安裝所述調(diào)整臺3，所述底座導(dǎo)軌5的中部安裝用以放置待檢測X射線組合折射透鏡4的第二支架，所述底座導(dǎo)軌5的另一側(cè)安裝第三支架，所述第三支架上安裝X射線CCD6。
[0024]所述第一支架、第二支架和第三支架可縱向移動地安裝在所述底座導(dǎo)軌5上。
[0025]所述待檢測X射線組合折射透鏡4的表面設(shè)有標(biāo)示光軸的標(biāo)記。
[0026]本發(fā)明中，第一支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制，所述X射線光管、激光器在所述調(diào)整臺上的橫向移動控制，第二支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制，第三支架在所述底座導(dǎo)軌上的縱向移動控制；以上各種運動控制，可以采用手動控制，也可以采用電機控制或者其他驅(qū)動方式。
[0027]本實施例中，所述X射線光管I，作為發(fā)射X射線輻射的光源，所發(fā)射X射線光不可見。
[0028]所述激光器2，作為本發(fā)明光路校準(zhǔn)光源，需選擇可見光波段激光器(比如發(fā)射紅光的He-Ne激光器)，在校準(zhǔn)X射線光管、X射線組合折射透鏡和X射線CXD同軸時使用。
[0029]所述多維精密調(diào)整臺3，作為機械運行和調(diào)整機構(gòu)，作用是保證X射線光管和激光器精確地移入移出光路。
[0030]所述X射線光管I和所述激光器2被裝配在所述多維精密調(diào)整臺3上，通過精密機械調(diào)整，使得X射線光管和激光器交替進(jìn)入光路，當(dāng)激光器移入光路時，是校準(zhǔn)狀態(tài)，利用可見光校準(zhǔn)X射線組合折射透鏡的光軸與本發(fā)明測試裝置的光軸重合；當(dāng)X射線光管移入光路時，是測試狀態(tài)，對X射線組合折射透鏡的聚焦性能進(jìn)行測試。
[0031]所述X射線組合折射透鏡4，是本發(fā)明中的被檢目標(biāo)，主要檢測其聚焦性能。
[0032]所述X射線(XD6，用于對光斑進(jìn)行圖像記錄，通過計算機編程，對所記錄的光斑圖像進(jìn)行圖像處理，得到光斑強度隨像元個數(shù)的變化曲線，該變化曲線就是光強分布，光強分布的半高全寬(FWHM, full width at half maximum)就是光斑的尺寸。以此得出所述X射線組合折射透鏡的聚焦性能。
[0033]所述底座導(dǎo)軌5，其上裝配有可沿導(dǎo)軌平移的多個支架，所述支架用于固定所述多維精密調(diào)整臺、X射線組合折射透鏡、X射線(XD。
[0034]所述待檢測X射線組合折射透鏡4的光軸需要預(yù)先標(biāo)定，并在X射線組合折射透鏡的表面沿其光軸制作標(biāo)記，所述標(biāo)記用于激光器2校準(zhǔn)X射線組合折射透鏡與探測光束同軸。
[0035]所述X射線光管I和激光器2需要預(yù)先裝配在所述多維精密調(diào)整臺上，并通過兩個檔位的調(diào)整保證所述X射線光管和激光器交替進(jìn)入探測光路，所述多維精密調(diào)整臺還具備對所述X射線光管和所述激光器分別進(jìn)行位移和角度的精密微調(diào)功能。
[0036]所述固定X射線CCD6的第三支架，具備沿導(dǎo)軌長軸方向精密平移的功能，且平移步長0.2?5毫米。所述X射線(XD6進(jìn)行圖像記錄，光斑強度通過對所記錄圖像進(jìn)行圖像處理，得到光強隨像元個數(shù)的變化曲線，光斑尺寸通過測量曲線的半高全寬獲得，實現(xiàn)聚焦性能檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CXD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述聚焦性能測試裝置包括底座導(dǎo)軌、位于所述底座導(dǎo)軌上的X射線光管、激光器和X射線CCD，所述底座導(dǎo)軌呈縱向布置； 調(diào)整臺位于所述底座導(dǎo)軌的一側(cè)，所述X射線光管、激光器的光軸均呈縱向布置，所述X射線光管、激光器可橫向移動地安裝在所述調(diào)整臺上；待檢測X射線組合折射透鏡位于所述底座導(dǎo)軌的中部，所述待檢測X射線組合折射透鏡的光軸呈縱向布置；所述X射線CCD位于所述底座導(dǎo)軌的另一側(cè)，所述X射線CCD的光軸與所述X射線組合折射透鏡的光軸在同一直線上；所述X射線光管或激光器的出射端與所述待檢測X射線組合折射透鏡的入射端呈相對設(shè)置，所述待檢測X射線組合折射透鏡的出射端與X射線CCD呈相對設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述激光器為可見光波段激光器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述調(diào)整臺為用以將X射線光管和激光器移入移出光路的多維精密調(diào)整臺。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述底座導(dǎo)軌的一側(cè)安裝第一支架，所述第一支架上安裝所述調(diào)整臺，所述底座導(dǎo)軌的中部安裝用以放置待檢測X射線組合折射透鏡的第二支架，所述底座導(dǎo)軌的另一側(cè)安裝第三支架，所述第三支架上安裝X射線CCD。
5.如權(quán)利要求1或2所述的基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述第一支架、第二支架和第三支架可縱向移動地安裝在所述底座導(dǎo)軌上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的基于CCD探測的X射線組合折射透鏡聚焦性能測試裝置，其特征在于:所述待檢測X射線組合折射透鏡的表面設(shè)有標(biāo)示光軸的標(biāo)記。
【文檔編號】G01M11/02GK103454068SQ201310364055
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】樂孜純, 董文 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)