專利名稱：涂覆的x-射線窗口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的發(fā)明一般涉及電子碰撞的X-射線源的安裝。更具體地，本發(fā)明涉及適于作為用于包括液體噴射陽極的X-射線產(chǎn)生布置的真空外殼的一部分的X-射線窗口。
背景技術(shù)：
在此通過引用并入本文的公布為W02010/083854的共同未決的國際申請公開了用于將大氣壓力與真空分離同時讓X-射線輻射通過的自清潔的窗口布置。窗口布置具有用于清潔面向真空的內(nèi)表面的加熱裝置，以蒸發(fā)操作過程中的污染物。特別地，窗口可以清除來自液體噴射陽極的飛濺物、液滴和沉積霧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提出一種對污染具有改進(jìn)的魯棒性的X-射線窗口。本發(fā)明的特定目的是提出一種具有魯棒的自加熱功能的X-射線窗口。一種用于將環(huán)境壓力區(qū)域與減壓區(qū)域分開的X-射線窗口，包括: 對X-射線透明的主窗口元件，所述主窗口元件將所述環(huán)境壓力區(qū)域與中間區(qū)域分開； 輔助窗口元件，所述輔助窗口元件將所述中間區(qū)域與所述減壓區(qū)域分開，且具有面向所述減壓區(qū)域用于在其上接收沉積的污染物的側(cè)面；及

加熱裝置，所述加熱裝置用于在所述輔助窗口元件的區(qū)域之間施加電壓，從而蒸發(fā)沉積在其上的污染物。這樣的窗口可以設(shè)置在X-射線源的真空或接近真空的腔室(減壓區(qū)域)的壁中，并允許生成的X-射線離開該腔室，同時保持必要的(接近)真空條件。在具有液體金屬噴射流的X-射線源的情況下，污染物可以是來自陽極的金屬碎片。即使在X-射線源的正常操作期間，碎片積聚在輔助窗口元件，根據(jù)本發(fā)明可以方便地清潔輔助窗口元件，而無需拆卸X-射線源或釋放真空，或者甚至中斷所述源的正常操作。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，所描述的種類的窗口易于受到故障狀況的影響，其中碎片粒子與鄰近窗口的元件建立了電氣和/或熱連接。正如

圖1中所示，碎片粒子Cl位于殼體44和形成內(nèi)表面的電加熱的輔助窗口元件24之間。如果殼體44被接地，由源30提供的電流的一部分可以通過粒子Cl逸出，而不是加熱輔助窗口元件24。即使殼體44是電絕緣的，如該例子可能的情況，粒子Cl將用作散熱片，并導(dǎo)致輔助窗口元件24偏離預(yù)定的溫度分布。這將阻礙窗口的自潔作用。圖2示出了包括包圍輔助窗口元件24的吸收電荷的圍屏60的窗口布置的故障條件。該圍屏60在其中窗口邊界和與其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備需要保護(hù)免受電子或X-射線的照射或免受污染的應(yīng)用中可能是有用的。為了允許對輔助窗口元件24的電阻加熱有序進(jìn)行并節(jié)省產(chǎn)生的熱量，通過熱絕緣和電絕緣的間隔件62將窗口元件24與圍屏60分開。位于輔助窗口元件24和圍屏60之間的污染物粒子C2將在這些元件之間建立不需要的電氣連接和/或熱連接。特別是，從電流源30中流動的電流可集中在從連接點26到粒子C2的較短的段。因此，由于粒子C2本身使加熱效率較低，對于窗口而言，可能需要相當(dāng)長的時間從故障狀態(tài)中恢復(fù)。鑒于這些缺點，本發(fā)明提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-射線窗口。有利的實施例由從屬權(quán)利要求定義。在第一方面中，輔助窗口元件包括: 電絕緣層； 電荷漏層，所述電荷漏層面向所述減壓區(qū)域，并被連接到電荷接收器； 加熱器層，所述加熱器層與所述電荷漏層電絕緣，其中，在其之間施加電壓的所述區(qū)域位于所述加熱器層。
因此，本發(fā)明基于認(rèn)識到現(xiàn)有技術(shù)窗口中的輔助窗口元件負(fù)責(zé)兩種不同類型的電荷傳輸-電阻加熱來蒸發(fā)碎片和通過帶電碎片粒子或直接電子照射排出傳送到元件中的電荷-并進(jìn)一步區(qū)分這兩種類型的電荷傳輸是有利的。如果這兩種類型的電荷傳輸發(fā)生在單獨的層，如加熱器層和電荷漏層，則加熱器層可位于其自身免受碎片沉積否則將可能干擾其運作的位置。本發(fā)明將比現(xiàn)有技術(shù)更快地更正圖2中所示的故障狀態(tài)，因為即使在圍屏60和輔助窗口元件24之間的通過碎片粒子C2的不希望的電連接存在時，電阻加熱會繼續(xù)運作。同樣地，圖1中所示的故障狀態(tài)可以很容易地通過可使用輔助邊界元件來體現(xiàn)的本發(fā)明預(yù)先阻止，在輔助邊界元件上，加熱器層終止到邊界的距離，該邊界是最容易暴露到碎片的部分。對于本公開的特別是權(quán)利要求的目的，術(shù)語“碎片”和“污染物”可以互換使用。應(yīng)理解，“電絕緣層”可具有高或低的熱導(dǎo)率，這取決于期望的應(yīng)用。如果例如沉積在窗口元件的軸向相對側(cè)上的碎片將被去除，則電絕緣層優(yōu)選具有高(軸向)的熱導(dǎo)率。另一方面，如果碎片將在與加熱器層熱接觸的一個元件上被蒸發(fā)，但是不在窗口元件的軸向相對側(cè)上(例如，如果輔助窗口元件是對X-射線部分非透明的)，那么選擇電絕緣且也熱絕緣的材料是更經(jīng)濟(jì)的。另外，“電荷漏層”適于從窗口元件排放電荷，這樣就不會在任何顯著的程度上被靜電充電。為了實現(xiàn)這點，電荷漏層可以在任何合適的電位，如大地電位、恒定的非大地電位(無論對于電子是吸引力還是排斥力)或變化的電位上。另外，電荷漏層是導(dǎo)電的，至少在輔助窗口元件的橫向方向上，這樣電荷可以從窗口元件排出，并前進(jìn)到電荷接收器。最后，“加熱器層”可以是覆蓋輔助窗口元件的全部或部分的固體或非固體元件。加熱器層可以是至少在窗口元件的橫向方向上導(dǎo)電的材料的薄層。本發(fā)明可體現(xiàn)類似于圖1的無圍屏的窗口。這提供了一種簡單而有效的結(jié)構(gòu)，盡管如此，其可以通過將加熱器層布置在躲避碎片飛濺的位置，諸如讓它終止在離輔助窗口元件的邊界一段距離的位置而更加魯棒。在一個實施例中，輔助窗口元件在面向減壓區(qū)域的一側(cè)上至少部分地被圍屏包圍。優(yōu)選地，通過將圍屏連接到電荷吸收體(或電荷接收器，例如，大地)和使其導(dǎo)電，圍屏可以用作電荷排放器。圍屏遮住了輔助窗口元件的邊緣、機(jī)械固定裝置和電連接(如果有的話)，避免了直接暴露于碎片，包括飛濺物或行進(jìn)中的液滴。 在一個實施例中，輔助窗口元件被排放電荷的圍屏包圍，并且輔助窗口元件的電荷漏層通過熱絕緣的間隔件被裝配到圍屏而連接到圍屏。間隔件電接觸圍屏和窗口元件的電荷漏層。間隔件本身充分導(dǎo)電以排放撞擊在輔助窗口元件上的電荷。通常情況下，撞擊在窗口元件上的電荷在微安培的級別。使輔助窗口元件熱絕緣是經(jīng)濟(jì)的，因為將需要較少的加熱功率，和使用較弱的加熱電流將延長加熱器層的工作壽命。在一個實施例中，輔助窗口元件被排放電荷的圍屏包圍，并通過導(dǎo)熱和導(dǎo)電的間隔件安裝于該圍屏。為了實現(xiàn)所期望的電荷從電荷漏層排放，該層通過絲被連接到圍屏。該絲優(yōu)選為松弛的，以便適應(yīng)輔助窗口元件和/或圍屏的熱膨脹。在一個實施例中，電荷漏層沒有延伸到絕緣層的外側(cè)，而加熱器層延伸到電荷漏層的外側(cè)，至少到在窗口元件的橫向方向上的一個正向距離。絕緣層可以與加熱器層或電荷漏層齊平，或者可以延伸到電荷漏層的外側(cè)，但沒有延伸到加熱器層。尺寸的差異使層的電絕緣更魯棒。它們也可能簡化輔助窗口元件的電氣和機(jī)械緊固，因為它的一部分可以被插入到含有導(dǎo)電液體的容器的狹縫。這樣的緊固可以類似于W02010/083854的圖3實現(xiàn)。它軸向固定窗口元件，并且也可以在一些橫向方向上固定。有利地，所述輔助窗口元件被允許響應(yīng)于溫度變化而膨脹和收縮。如果窗口元件的邊界的兩段被插入到不同容器的狹縫中，用于電阻加熱的電流可以被驅(qū)動通過加熱器層。如果加熱器層和電絕緣層在邊緣彼此齊平，則兩者可被插入到容器的狹縫中。在該實施例的變型中，加熱器層沒有延伸到絕緣層的外側(cè)，并且電荷漏層延伸到加熱器層的外側(cè)至少一個正向距離。絕緣層可以與外部的層齊平，或可終止在加熱器層和電荷漏層的相應(yīng)邊界之間。這種幾何形狀至少在所述輔助窗口元件的邊界的一部分上適用。由于電荷漏層在所述部分構(gòu)成輔助窗口元件的最外部分，通過將該層插入到容器的狹縫中來固定它是方便 的，在容器中，它與導(dǎo)電液體接觸。如果電荷漏層和電絕緣層彼此齊平，兩者都可被插入到容器的狹縫中。優(yōu)選地，液體轉(zhuǎn)而被電連接到電荷接收器?？赡艿槐匾氖?，通過插入到狹縫中，來連接窗口元件的多于一個的邊界段，因為熱膨脹能力和電荷排放能力已經(jīng)通過一個邊界段實現(xiàn)了。在一個實施例中，電絕緣層至少在其邊界一部分構(gòu)成輔助窗口元件的最外部分。在該部分中，更準(zhǔn)確地說，電絕緣層可以延伸超出加熱器層第一距離并延伸超出電荷漏層第二距離，其中，所述第一和第二距離指窗口元件的橫向方向。這使得輔助窗口元件易于安裝，因為緊固裝置的電絕緣性不是必須的。如果另外地，電絕緣層是熱絕緣的，安裝可變得更簡單，因為緊固裝置不必是非熱傳導(dǎo)的材料(例如，金屬)，這是方便的。在一個實施例中，輔助窗口元件對X-射線是透明的。換句話說，窗口元件只在有限的程度上吸收X-射線的波長范圍的輻射。具有可接受的X-射線吸收率的窗口材料的設(shè)計選擇可能會受到材料的其他性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨損性、生產(chǎn)工程方面等的影響，因此，輔助窗口元件的加熱部分應(yīng)至少包括對應(yīng)于X-射線束穿過窗口元件的位置的中央部分。在一個實施例中，在上面所討論的意義上，輔助窗口元件不一定是對X-射線透明的。這允許以更大的自由度來選擇窗口元件的材料。為了讓X-射線輻射通過，它包括至少一個孔。為了阻止碎片到達(dá)主窗口元件，通過對X-射線透明的蓋提供該孔。該蓋也可作為減壓區(qū)域和中間區(qū)域之間的壓力間斷?？谆旧显谳S向方向上延伸。它可以是直線的或在從交互區(qū)產(chǎn)生的射線錐面之后成形，即，在射線方向稍微擴(kuò)大。該蓋優(yōu)選與加熱器層熱接觸，直接接觸或通過輔助窗口元件的其他層接觸。該蓋可在減壓區(qū)域一側(cè)上與孔的孔徑重疊。該蓋也可以在中間區(qū)域的一側(cè)上與孔重疊，鑒于蓋元件的高效加熱，優(yōu)選后者的安裝。值得注意的是，本發(fā)明涉及本文所公開的特征的所有組合，即使它們被敘述在相互不同的權(quán)利要求中。附圖的簡要描述現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中:圖1和圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的在兩種不同的故障情況下的X-射線窗口 ；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有局部圍屏的X-射線窗口的側(cè)剖視圖；圖4和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于電氣地和機(jī)械地固定輔助窗口元件的兩個優(yōu)選的方法；圖6和圖7示出了將輔助窗口元件的電荷漏層連接到圍屏的兩個優(yōu)選的方法；圖8和圖9示出了輔助窗口元件的兩個優(yōu)選的層幾何形狀；及圖10是根據(jù)本發(fā)明的X-射線窗口的中央部的詳細(xì)的橫截面?zhèn)纫晥D，其中，所述橫截面平面與通過輔助窗口元件的被覆蓋的軸向孔相交。在附圖中，相同的參考標(biāo)記用于相同的元件。除非另有說明，附圖是示意性的且沒有按比例繪制。實施方式的詳細(xì)描述圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的X-射線窗口的截面圖。該圖是部分示意圖，電流源30和到大地的多個連接被象征性地示出，且不考慮它們在本發(fā)明的一個實物實施例中的位置。窗口的一個預(yù)期的用途是在X-射線源的殼體中提供真空密封的X-射線孔。窗口布置將減壓區(qū)域10和環(huán)境壓力區(qū)`域14分開。減壓區(qū)域10可以是氣密(真空密封)的外殼44的內(nèi)部，其包含用于產(chǎn)生X-射線的設(shè)備，且其連同X-射線窗口的主窗口元件22將該區(qū)域與環(huán)境分離。在X-射線產(chǎn)生設(shè)備的操作過程中，減壓區(qū)域10可能在真空或接近真空的壓力，如10_9和10_6巴之間。作為X-射線源的陽極，在操作過程中，液體金屬噴射流(未示出)可被連續(xù)地從噴嘴(未示出)噴出。該窗口包括兩個基本平行的窗口元件:主窗口元件22和輔助窗口元件70。主窗口元件和輔助窗口元件包圍中間區(qū)域12。污染物C被預(yù)計沉積在輔助窗口元件70面向減壓區(qū)域的那側(cè)78。污染物C可以蒸汽、懸浮顆?；蛞旱?、或飛濺物的形式到達(dá)輔助窗口元件70。主窗口元件22的合適的材料包括鈹，它在有用的厚度值對X-射線是透明的。與輔助窗口兀件70相反,主窗口兀件22并不需要耐熱。主窗口兀件22被固定到氣密的外殼44。為了允許熱膨脹，輔助窗口元件70在被固定時在每個邊緣處具有間隙；類似的間隙也可以設(shè)置在輔助窗口元件70的位于該圖的平面外側(cè)的那些邊緣處。值得注意的是，每個間隙也作為輔助窗口元件70和殼體44之間的熱絕緣。作為額外的熱量節(jié)約措施，包圍X-射線窗口的殼體44的部分可以由低導(dǎo)熱率的材料構(gòu)成。減少離開輔助窗口元件70的熱通量是有利的，因為將需要供給較少的能量來保持窗口元件70 (或它的一部分)在所需的溫度。這也減少了冷卻在X-射線窗口被設(shè)置的區(qū)域的X-射線源的需要。在本實施例中，該窗口還包括圍屏60，該圍屏60覆蓋輔助窗口元件的頂部和底部的邊緣從而保護(hù)被沿邊緣布置的敏感設(shè)備，所述敏感設(shè)備包括電連接裝置26、28和電流源30，如果這位于圍屏60下方的話。圍屏60也可以覆蓋右側(cè)和/或左側(cè)(如從軸向方向看到的)，且然后可以被制造成一片。從一片金屬，優(yōu)選耐腐蝕的如不銹鋼的金屬開始，圍屏可通過沖壓孔及隨后使片材彎曲以形成邊緣和角部來被制造。在本實施例中，圍屏60被接地以避免電荷積聚。
輔助窗口元件70包括三層:支持性的電絕緣中間層74，設(shè)置在元件70的面向上游方向(即，進(jìn)入減壓區(qū)域10)的側(cè)面78的一部分上的電荷漏層，及面向下游方向且在點26、28被連接到電流源30的加熱器層72，通過它可以實現(xiàn)電阻加熱。在本實施例中，接地的電荷漏層76沒有延伸超過輔助窗口元件70的整個左側(cè)78，但只是略微延伸到由圍屏60限定的孔的軸向投影的外側(cè)。更精確地，電荷漏層76可以延伸到投影外側(cè)一距離dl，其中，該距離dl在選擇時可同時考慮到圍屏60和左側(cè)78之間的軸向距離及帶電碎片C或電子e-被預(yù)期撞擊的最大角度。因此，正是絕緣層74和加熱器層72 —起，其通?？删哂?0 y m的總厚度，形成窗口元件70的上邊界和下邊界。這些上邊界和下邊界被固定在間隔件62、64之間，間隔件62、64優(yōu)選由絕熱材料制成，如Al2O3或例如MAC0R 的可加工的陶瓷材料。因為窗口元件70的右側(cè)是導(dǎo)電的并受到電阻加熱，右邊的間隔件64也優(yōu)選為電絕緣的。如果圍屏60完全包圍輔助窗口元件70，間隔件可具有在垂直于圖的豎直平面內(nèi)延伸的如環(huán)形的封閉形狀。由于輔助窗口元件70通常不會受到大的局部電壓，電絕緣層74不必被設(shè)計成針對高的擊穿電壓，因此可以被制得比較薄。這意味著，對于大多數(shù)應(yīng)用，范圍廣泛的材料將足夠是X-射線透明的。事實上，對于以下材料的0.1mm厚的層，被預(yù)期在9.25keV具有90%以上的透射率:BeO、BN、CVD金剛石。如果該層是通過氣相沉積制造的，通過氣相沉積，可以很容易地實現(xiàn)小于10 ii m的厚度，更多的材料將是合適的。在高于9.25keV的能量，范圍廣泛的更多的電絕緣層(即對于某一特定材料具有特定厚度的層)將是可利用的。SiO2和Al2O3一般適于用作電絕緣層74。電絕緣層74可通過在窗口元件70的另一層上氣相淀積，或者在基底或另一層上通過噴涂法、濺射法或刮刀涂布來產(chǎn)生。它也可包括預(yù)制膜。加熱器層72可以 由在相關(guān)的厚度對X-射線透明的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，如具有大約100 u m或優(yōu)選小于100 u m的厚度石墨或優(yōu)選玻碳箔。它可通過噴鍍或氣相沉積在電絕緣層上沉積。可通過掩膜執(zhí)行噴鍍或氣相沉積，從而限定電連接的非實心網(wǎng)格，這可提供對電流模式的良好控制，從而很好地控制加熱功率的分配。例如通過沖壓導(dǎo)電膜得到的預(yù)制的加熱器層，可以被結(jié)合到電絕緣層74上。電荷漏層76可以由在相關(guān)的厚度對X-射線透明的導(dǎo)電材料構(gòu)成。優(yōu)選具有相對低的蒸汽壓、相對高的熔點和對熱熔融金屬具有合理的耐腐蝕性的導(dǎo)電或半導(dǎo)電的材料。碳，例如石墨、金剛石或無定形碳是非常合適的。鉻、鎳或鈦的薄層是相當(dāng)合適的。難熔金屬(包括鈮、鑰、鉭、鎢、錸)的相對薄層是合適的，特別是關(guān)于耐腐蝕性而言。通過將乳化或溶解在溶劑中的材料噴涂到層74上，通過執(zhí)行氣相沉積或通過一些其他的方法，電荷漏層76可形成在電絕緣層74的頂部。為了實現(xiàn)其功能，電荷漏層74將被電連接，有利的是提供具有低的熱傳導(dǎo)性的電連接，這樣輔助窗口元件70的電阻加熱可以節(jié)能的方式運行。通過將預(yù)制層粘接或焊接在一起，輔助窗口元件70可組裝成其最終的三層結(jié)構(gòu)。如上面已經(jīng)概述的，這些層也可以以合適的順序使一個在另一個頂部上來形成。在設(shè)計輔助窗口元件70時，這些材料在選擇時要考慮其單個的屬性及其作為三層層壓體的兼容性；這可包括匹配它們的熱膨脹系數(shù)并經(jīng)過大量的負(fù)載周期后進(jìn)行熱和/或機(jī)械磨損評估。圖4是輔助窗口元件70的頂邊和圍屏60的豎直部分的詳細(xì)視圖。圖4示出了將輔助窗口元件70電連接和機(jī)械連接到X-射線窗口的其他部分的有利的方式。窗口元件70的邊緣，即，電絕緣層74和加熱器層72作為復(fù)合元件，被插入到含有導(dǎo)電液體的容器34的狹縫32中。液體被電連接到電流源30及容器34可通過間隔件被機(jī)械地固定到窗口的一部分，諸如圍屏和/或殼體44。如在W02010/083854中解釋的，這種類型的連接允許窗口元件70熱膨脹。圖5示出了在圖4中出現(xiàn)的實施例的變化。這里，加熱器層72突出到輔助窗口元件70的其余部分的外側(cè)一個距離d3>0，并形成元件70的邊緣，至少在窗口元件70的這個邊緣。然后容易將加熱器層72插入到容器34的狹縫32中，并獲得所需的電連接。電絕緣層74延伸到電荷漏層76以外一段距離d4 ^ O。這個距離可以是零，但有利的是設(shè)計絕緣層74，使其延伸一個正向距離d4以進(jìn)一步減小在加熱器層72和電荷漏層76之間形成短路的風(fēng)險。圖6和圖7示出了電連接電荷漏層76的兩個另外的方式，以及輔助窗口元件70的兩個另外的層配置。在圖6中，電絕緣層74延伸到最遠(yuǎn)并構(gòu)成元件70的邊緣。更確切地說，它從加熱器層72延伸一段距離D61及從電荷漏層76延伸一段距離D62。如果在窗口元件70的邊界周圍的任何地方，距離D61、D62不低于最小正值，從而導(dǎo)電層72、76是間隔開的，這對于導(dǎo)電層72、76的電絕緣將是有益的。電荷漏層76向上延伸到窗口元件70的邊緣,如圖7中所示。在該邊緣，電絕緣層74比電荷漏層76短一橫向距離D72，及加熱器層72比電絕緣層74短一距離D71。正如已經(jīng)指出的那樣，電氣絕緣性將在一定程度上依賴于這些距離的最小值。對于電連接，如圖6中所示的電荷漏層76通過導(dǎo)電絲被連接到圍屏上的一個點。通過使絲松弛，輔助窗口元件70的熱膨脹可以得到滿足。為了避免熱損失，理想情況下，絲的橫截面積被確定為能夠傳輸對應(yīng)于每單位時間的電荷轟擊的電流的最小值。進(jìn)一步考慮的因素，如機(jī)械強(qiáng)度、彈性和耐機(jī)械磨損或熱磨損可被考慮在內(nèi)。在圖7中，電荷漏層76經(jīng)由絕熱的導(dǎo)電性間隔件66被連接，絕熱的導(dǎo)電性間隔件66代替之前描述的實施例中的導(dǎo)熱和導(dǎo)電的間隔件62。導(dǎo)電性間隔件66允許電流從圍屏60流動，圍屏60本身在本·實施例中是接地的。間隔件66優(yōu)選具有低的熱導(dǎo)率，以防止熱量逃逸到圍屏60。間隔件66可以通過用薄的導(dǎo)電層涂布一塊陶瓷材料來制造，例如，金屬化陶瓷。另外，該間隔件可以由摻雜的陶瓷材料，如摻雜的二氧化硅、或某些金屬(片)碳化物、氮化物或氧化物構(gòu)成。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輔助窗口元件70，其中層72、74、76在其中一個邊緣彼此平齊。圖9不出根據(jù)另一實施例的窗口兀件70,其具有相同大小的電荷漏層76和絕緣層74，另外，加熱器層72在元件70的下游側(cè)的中央部延伸。該加熱器層72可以是結(jié)合到所述電絕緣層74的導(dǎo)電膜，或者由掩膜的氣相沉積或噴涂形成的電路。圖10示出了具有至少一個對X-射線不透明的層72、74、76的輔助窗口元件70。相反，為了允許X-射線通過，窗口元件70包括由X-射線透明板80覆蓋的軸向孔90，X-射線透明板80可通過加熱器層72傳導(dǎo)加熱。X-射線透明板80從上游側(cè)78覆蓋孔90，這有利于碎片撞擊在相對簡單的幾何結(jié)構(gòu)上-且可以從相對簡單的幾何結(jié)構(gòu)清除。在本實施例的變型中，板80可以被布置在下游側(cè)上，這然后使從加熱器層72到板80的熱傳遞更高效。盡管在附圖和前面的描述中已經(jīng)示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明，但這樣的圖示和描述將被認(rèn)為是說明性或示例性的，而不是限制性的，本發(fā)明并不限于所公開的實施例。比如，輔助窗口元件可以被體現(xiàn)為包括面向減壓區(qū)域的電荷漏層、絕緣層、加熱器層、然后還有面向中間區(qū)域的絕緣層的四層實體。所公開的實施例的其他變型可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所要求保護(hù)的發(fā)明時從附圖、說明書和所附權(quán)利要求的研究中被理解和實現(xiàn)。在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制范圍 。
權(quán)利要求
1.一種用于將環(huán)境壓力區(qū)域(14)與減壓區(qū)域(10)分開的X-射線窗口(1)，所述窗口包括 對X-射線透明的主窗口元件(22)，所述對X-射線透明的主窗口元件將所述環(huán)境壓力區(qū)域與中間區(qū)域(12)分開； 輔助窗口元件(70)，所述輔助窗口元件將所述中間區(qū)域與所述減壓區(qū)域分開，所述輔助窗口元件包括面向所述減壓區(qū)域用于接收沉積在其上的污染物的一側(cè)(78);及 加熱裝置(26，28，30)，所述加熱裝置用于在所述輔助窗口元件的區(qū)域之間施加電壓，從而蒸發(fā)沉積在其上的污染物， 其特征在于，所述輔助窗口元件包括 電絕緣層(74); 電荷漏層(76)，所述電荷漏層面向所述減壓區(qū)域，并被連接到電荷接收器；以及加熱器層(72)，所述加熱器層與所述電荷漏層電絕緣，其中，在其之間施加電壓的所述區(qū)域位于所述加熱器層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X-射線窗口，還包括圍屏(60)，所述圍屏在面向所述減壓區(qū)域的一側(cè)(78)至少部分地圍繞所述輔助窗口元件(70)，所述圍屏是導(dǎo)電的并連接到電荷接收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X-射線窗口，其中，所述電荷漏層(76)被所述圍屏完全包圍，并與所述圍屏重疊一距離(屯)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的X-射線窗口，其中，所述圍屏和所述輔助窗口元件彼此熱絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X-射線窗口，還包括熱絕緣的間隔件(66)，所述熱絕緣的間隔件被布置在所述圍屏和所述輔助窗口元件的所述電荷漏層之間，并與兩者電接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X-射線窗口，其中，所述熱絕緣的間隔件包含下列材料之 金屬化的氧化鋁， & -氧化招， 摻雜的二氧化硅， 摻雜的陶瓷材料， 金屬化的陶瓷材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X-射線窗口，還包括 熱絕緣和電絕緣的間隔件(62 )，所述熱絕緣和電絕緣的間隔件被布置在所述圍屏和所述輔助窗口元件之間；及 導(dǎo)電絲(68)，所述導(dǎo)電絲將所述電荷漏層與所述圍屏連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X-射線窗口，其中，所述熱絕緣和電絕緣的間隔件(62)包含玻璃-陶瓷材料，優(yōu)選含有Al2O3的玻璃-陶瓷材料。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述加熱器層包含下列材料之一 石墨， 熱解碳。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述電絕緣層包含下列材料之一 鉆石， SiO2, BeOj Al2O3,BN0
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，其中 所述電荷漏層至多在所述電絕緣層的范圍內(nèi)延伸；及 所述加熱器層至少在邊界的一部分至少延伸到所述電荷漏層之外一段距離(d3)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X-射線窗口，其中，所述加熱器層的邊界的一部分通過被插入到含有導(dǎo)電液體的容器(34)中的狹縫(32)而被固定。
13.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項所述的X-射線窗口，其中 所述加熱器層至多在所述電絕緣層的范圍內(nèi)延伸；及 所述電荷漏層至少在邊界的一部分至少延伸到所述加熱器層之外一段距離(d71+d72)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的X-射線窗口，其中，所述電荷漏層的邊界的一部分被插入到包含導(dǎo)電流體的容器(34)的狹縫(32)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至10中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述電絕緣層至少在邊界的一部分至少延伸到所述加熱器層之外一段距離(d61)且至少延伸到所述電荷漏層之外一段距離(d62)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述電荷漏層包含下列材料之一 石墨， 鉆石， 無定形碳， 鉻， 鎳， 鈦， 難熔金屬。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述輔助窗口元件對X-射線是透明的。
18.根據(jù)權(quán)利要求I到16中的任一項所述的X-射線窗口，其中，所述輔助窗口元件的層限定至少一個軸向孔(90)，所述至少一個軸向孔由對X-射線透明的元件(80)覆蓋。
19.一種X-射線源外殼，包括 氣密的殼體(44);及 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的X-射線窗口，所述X-射線窗口設(shè)置在所述殼體的外壁中。
20.—種X-射線源，包括 根據(jù)權(quán)利要求19所述的X-射線-源外殼；設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的電子源；及設(shè)置在所述外殼內(nèi) 部的液體噴射的電子革巴。
全文摘要
一種X-射線窗口包括主窗口元件(22)和輔助窗口元件(70)。為了通過電阻加熱蒸發(fā)碎片，電流流過輔助(上游)窗口元件。同時，由電子照射和/或沉積的帶電粒子引起的電荷將被從窗口元件排出。為了防止大的碎片粒子短路窗口元件，并改變所希望的加熱模式，用于加熱窗口元件的電流流過與電荷漏層(76)絕緣的層(72)。
文檔編號H01J35/18GK103238201SQ201080070417
公開日2013年8月7日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者奧斯卡·漢伯格, 湯米·圖?，?申請人:伊克斯拉姆公司