[发明专利]一种二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜、分析装置及其制备方法

说明书

本发明涉及光学仪器技术领域，具体涉及一种二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜、分析装置及其制备方法，包括本体，所述本体包括从左向右同轴设置的截顶椭球部和截顶圆锥部，所述截顶椭球部远离截顶圆锥部的端面为入口端面，截顶椭球部的另一个端面为截顶圆锥部起始端面，所述截顶圆锥部的另一个端面为出口端面，所述入口端面、起始端面和出口端面的直径比为80～120:50～70:1。本发明的二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜能够会聚常规实验室X光管，并获得小于10微米小焦斑，可以与微型X光源结合，制造成便携式X射线微区分析仪器，在未知矿物鉴定，生物样品现场检测等需要野外现场作业的领域具有潜在的应用。

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，具体涉及一种二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜、分析装置及其制备方法。

背景技术

X射线微区分析技术在矿石鉴定，生物蛋白分析，生物组织微区分析，半导体缺陷检测等领域具有广泛的应用。随着科技的进一步发展，相关研究人员希望能够获得更加小，光强更强的X射线小焦斑，用于微区X射线分析获取样品更为详尽的信息。

目前，常用于会聚X射线的毛细管透镜主要分为两类：单毛细管透镜和多毛细管透镜，它们有各自的优缺点。总得来说多毛细管透镜，与单毛细管相比较，缺点是所获得的焦斑较大一般为几十微米，优点接收角较大所获焦斑光强较强，而且拉制技术比较成熟，应用范围较广，能匹配同步辐射光源和各种实验室X光管。与多毛细管透镜相比，单毛细管透镜更加适合用于微区X射线分析，因为单毛细管透镜能够获得更小的焦斑(50nm～10μm)，并获得10～10³的光强增益。但是，单毛细管一般只能够用于同步辐射光源或者微焦斑X光源。同步辐射光源造价昂贵，装置庞大。微焦斑X光源与常规实验室X光管相比，价格较为昂贵，并且功率较低。此外，单毛细管透镜用于聚焦实验室光源时，对于透镜加工精度要求较高，拉制较为困难，成品率低。以上原因限制了单毛细管透镜在常规实验室微区X射线分析领域的应用。

为解决上述问题，本发明提出一种能够用于会聚常规实验室X光源获得小尺寸焦斑的单毛细管X光透镜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够会聚常规实验室X光管，并获得小于10微米小焦斑的基于二次全反射的一种新型单毛细管X光透镜。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜，包括本体，所述本体包括从左向右同轴设置的截顶椭球部和截顶圆锥部，所述截顶椭球部远离截顶圆锥部的端面为入口端面，截顶椭球部的另一个端面为截顶圆锥部起始端面，所述截顶圆锥部的另一个端面为出口端面，所述入口端面、起始端面和出口端面的直径比为80～120:50～70:1，所述截顶椭球部的椭球度为0～1％，所述截顶圆锥部的锥度为80°～85°。

进一步地，所述截顶圆锥部的锥度为82.7°。

进一步地，所述入口端面、起始端面和出口端面的直径比为100:60:1。

进一步地，所述入口端面的直径为10～2000μm。

进一步地，所述出口端面的直径为4～50μm。

进一步地，所述透镜的入口焦距为250mm。

进一步地，所述透镜的轴向长度为249.5mm。

进一步地，所述截顶椭球部的轴向长度为100mm。

一种微区X射线分析装置，包括上述的二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜。

上述二次全反射单毛细管X射线聚焦透镜的制备方法，由单根普通硅酸盐玻璃拉制而成。

进一步地，由单根普通硅酸盐玻璃一次拉制而成，先按照椭球形单毛细管X光透镜的方法拉制截顶椭球部，再按照锥管的方法拉制截顶圆锥部。