[发明专利]基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法

权利要求书

1.一种基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法，其特征在于，实现所述方法的系统包括X射线光管、可见光激光器、X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台、X射线探测器及其信息采集分析模块，所述X射线光管或可见光激光器均和X射线阵列组合折射透镜集成组件、样品台的被测样品位于同一光轴上，所述X射线探测器贴近被测样品放置，所述X射线探测器与信息采集分析模块相连；所述微束X射线荧光分析方法包括如下步骤：

1)因X射线辐射不可见，先利用可见光激光器进行系统光轴校准，校准完成后，将发出不可见的X射线辐射的X射线光管移入系统光轴；

2)利用X射线阵列组合折射透镜集成组件形成荧光探测微束，所述X射线阵列组合折射透镜集成组件包括用于进行X射线光束第一次整形和滤波的X射线光阑、用于进行X射线光束第二次整形为类平行光的X射线折光器和用于对入射的多个X射线子光束分别进行聚焦的X射线阵列组合透镜，所述X射线光阑、X射线折光器和X射线阵列组合折射透镜依次位于微束X射线荧光分析系统的光轴上，所述X射线阵列组合折射透镜的阵列结构布局，保证每一个子光束所形成的聚焦焦斑在同一位置并位于光轴上；

3)所述多个不同的X射线子光束被对应的X射线阵列组合折射透镜聚焦，多个焦斑的叠加最终形成X射线探测微束，并照射到样品台上的被检样品；

4)所述X射线探测器贴近样品台上的被测样品放置，收集X射线探测微束照射被测样品所产生的二次荧光，并送入信息采集分析模块进行荧光分析。

2.如权利要求1所述的基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法，其特征在于，所述系统还包括水平导轨和垂直导轨，所述垂直导轨、X射线阵列组合折射透镜集成组件和样品台依次可水平移动地置于水平导轨上，所述X射线光管和可见光激光器置于垂直导轨上，所述垂直导轨和水平导轨的机械轴相互垂直；所述步骤1)中，所述X射线光管和可见光激光器，通过垂直导轨的轨道移动交替移入/移出系统光轴；所述可见光激光器用于校准，校准完成后，将发出不可见的X射线辐射的X射线光管移入系统光轴，同时可见光激光器移出系统光轴。

3.如权利要求1或2所述的基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法，其特征在于，所述样品台能够进行升降、两个维度的平移、两个维度的角度偏转，共5个维度的调节，所述5个维度的调节，是为了能对置于其上样品进行位置的调节，使得从X射线阵列组合折射透镜出射的X射线探测微束照射到被测区域。

4.如权利要求1或2所述的基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法，其特征在于，所述X射线阵列组合折射透镜包含(M+1)个X射线组合折射透镜，所述M为正整数且为偶数，所述X射线阵列组合折射透镜沿其光轴呈轴对称分布，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中零级X射线组合折射透镜的光轴重合，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负一级X射线组合折射透镜的光轴夹角为θ，所述X射线阵列组合折射透镜的光轴与阵列中的正负二级X射线组合折射透镜的光轴夹角为2θ，依此类推；

所述X射线阵列组合折射透镜中(M+1)个组合折射透镜的布局结构，使得所有(M+1)个X射线组合折射透镜聚焦的焦斑在相同位置，并位于光轴上。

5.如权利要求4所述的基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法，其特征在于，所述(M+1)个X射线组合折射透镜的结构和性能参数，依据下列公式得出：

X射线波段的光学常数：n＝1-δ+iβ (1)

X射线组合折射透镜的焦距：

X射线组合折射透镜的焦斑尺寸：

X射线组合折射透镜的数值口径：

其中n代表光学常数，δ代表X射线波段材料的折射，β代表X射线波段材料的吸收，N代表X射线组合折射透镜中折射单元的个数，以抛物面型折射单元为例，组合折射透镜抛物面顶点的曲率半径为R，抛物面的开口尺寸为R₀，f代表X射线组合折射透镜的焦距，λ代表波长，μ代表X射线的线吸收系数，