[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

说明书

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，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；3)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)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。本发明提供一种同时具备高微区分辨率和高灵敏度，并可进行现场分析的小型化微束X射线荧光分析方法。

技术领域

本发明涉及X射线探测和成像领域，尤其是一种基于X射线阵列组合折射透镜的微束X射线荧光分析方法。

背景技术

X射线荧光(XRF，X-Ray Fluorescence)分析系统能在常压下对各种形态(固态/液态/粉末等)样品进行简单快速、高分辨率和无损的元素定量测量分析。近年来众多行业对XRF的微区分析能力和检测灵敏度提出了更高的要求(比如要求微区分辨率达到微米、甚至亚微米量级)，因此高分辨率、高灵敏度微束X射线荧光分析方法和系统(micro-XRF)成为当前的研究热点。

目前已有的X射线荧光光谱仪一般不配备X射线聚焦器件，微区分辨率通常为上百微米，迄今为止，未见微区分辨率小于10微米的便携式微束X射线荧光光谱仪的相关报道。已有人提出基于X射线毛细管器件的荧光光谱仪(专利号：201010180956.6)，因为使用了X射线毛细管器件进行聚焦，微区分辨率提高到几十微米，但是结构复杂、尺寸庞大，无法实现便携，且微区分辨率还不够高；另有人提出一种能量色散X射线荧光光谱仪(专利号：201010004423.2)，用X射线发生装置产生的一次X射线去照射二次靶材，提高了检测灵敏度，但是仪器结构和控制装置复杂，微区分辨率不高。发明人之前也提出了一种便携式微束X射线荧光光谱仪(专利号：201310356270.1)，用X射线组合折射透镜获得探测微束，虽然微区分辨率大幅度提高，但计数率低，影响了探测灵敏度。

发明内容

为了克服已有X射线荧光光谱仪的结构复杂、尺寸庞大、无法同时实现便携、高微区分辨率和高灵敏度的不足，本发明提供一种同时具备高微区分辨率和高灵敏度，并可进行现场分析的小型化微束X射线荧光分析方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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，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。