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(shí)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(duì)高能X射線波段(＞5keV)輻射進(jìn)行一維聚焦和成像的場(chǎng)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(diǎn)，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(jiǎn)單緊湊、對(duì)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(cè)量的高能X射線熒光微層析實(shí)驗(yàn)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(cè)、化學(xué)微分析、早期胸部腫瘤檢測(cè)等的高能X射線實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)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(duì)該結(jié)構(gòu)的組合透鏡進(jìn)行分解，該組合透鏡由多個(gè)對(duì)稱放置的平凹折射單元對(duì)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(diǎn)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(duì)Si材料的微細(xì)制作工藝較成熟，而對(duì)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(diǎn)，本實(shí)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(shí)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(diǎn)，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(duì)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(shí)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(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(shí)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(shí)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(gè)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(duì)應(yīng)的橢圓長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(diǎn)，因此集光口徑可以大幅度提高；對(duì)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(hào)G21K1/00GKCN2809663SQ200520102471
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2005年5月26日
發(fā)明者樂孜純, 董文, 全必勝, 張明 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan