[发明专利]一种偏振二次靶能量色散型X射线荧光光谱仪

说明书

技术领域

本发明属于一种光谱仪，特别涉及一种偏振二次靶能量色散型X射线荧光光谱仪。 

背景技术

能量色散型X射线荧光光谱技术(EDXRF)以其简便快捷、无损分析等优点，在生产、科研等各个行业都有非常广泛的应用，尤其在环保领域的检测更将该项技术的发展和应用推向了一个前所未有的高度。 

目前市场上主流EDXRF仪器的基本结构如图1所示的二维设计，X射线管被激发产生射线入射样品，继而产生样品荧光被探测器接收，再经谱处理分析，得到测试结果，有效X射线的传播被约束在一个二维平面内，这样的结构具有探测效率高，散射干扰小等优点，一直以来被业界所广泛采纳。 

随着应用的不断深入，开发和应用工程师们不断尝试通过改变光管输出、加装滤光片、缩短光路、加装真空等手段以达到光谱局部强化、降低散射背景、削弱空气光路干扰等目的并取得了一定的成绩，但这种二维光路结构始终制约着技术的发展，因为可供操作的空间毕竟有限。 

随着技术的革新，目前出现了偏振二次靶光路——利用三维偏振激发源，X射线管、偏振靶或二次靶与试样的几何布局是三维，使用偏振光或二次靶激发样品的技术。 

目前，对于能量色散X射线荧光光谱仪，经常遇到的一个问题是，有些必须检测的微量元素的特征X射线能量恰好稍低于基体材料中某种高含量元素的特征X射线的能量在这种情况下，由于高含量元素特征X射线在探测器上的低能拖尾(对常量元素影响不大，但对微量元素测量影响很大)和/或逃逸峰的影响，微量元素的检测非常困难，这给X射线荧 光能谱仪的应用带来了巨大的挑战，即使采用上述的偏振二次靶光路，利用荧光二次靶的选择激发，也只能解决微量元素的特征X射线能量显著低于高含量元素特征X射线的情况，而对于微量元素的特征X射线能量稍低于高含量元素特征X射线的情况，由于荧光二次靶出射的荧光X射线至少有2条不同能量的强谱线，很难做到只激发待测微量元素荧光而不同时激发高含量干扰元素荧光，虽然有些许效果，但不能根本解决问题，总体来说目前还没有见到处理这种情况的有效技术手段。 

发明内容

本发明的目的是解决上述技术的不足，提出一种偏振二次靶能量色散型X射线荧光光谱仪，以实现光谱仪的荧光谱无背景和选择激发功能，并可以检测出样品中的低含量元素，提高了测试的准确性和效率的目的。 

本发明的另一目的是在二次靶的出射光路上安装滤光片，达到可以将二次靶出射的荧光谱线(至少2条强谱线)过滤到只剩一条强谱线，其他的强谱线被滤光片吸收到很低的目的。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种偏振二次靶能量色散型X射线荧光光谱仪，光谱仪将二次靶和样品两个平面布置在空间立体光路上，光谱仪的X光管射出原级X射线，所述的原级X射线以45°角入射到二次靶上，从二次靶上以45°出射的原级X射线的散射线是偏振方向垂直于入射平面的全偏振X射线，原级X射线在二次靶上激发的靶材特征X射线为各向同性的圆偏振线，且为分立谱线。 

二次靶的散射线按空间立体光路，以45°角入射到样品上，入射线中的散射部分偏振方向平行于此次的入射平面，经过样品平面的再次偏振出射时，在45°全偏振的原级X射线的散射线不会在样品上产生45°角出射的散射线，即偏振消光；原级X射线在二次靶上激发的靶材特征X射线为各向同性的圆偏振线，且为分立谱线；入射线中的靶材特征谱被样品散射后是全偏振，样品被激发的特征X射线为圆偏振的线光谱； 

样品被激发的特征X射线由探测器接收并分析，探测器在45°角只接收到样品中的元素被激发的特征X射线及二次靶特征X射线的散射线。 

进一步的，原级X射线为X光管出射的连续的轫致福射及分立的靶材特征线，是各向同性的圆偏振X射线。 

进一步的，二次靶的散射线按空间立体光路，以45°角入射到样品上，入射线中的散射部分偏振方向平行于此次的入射平面，即散射部分在出射时不会再出现的包括连续谱和靶材特征谱。 

进一步的，靶材特征谱被样品散射后包括康普顿散射和瑞利散射，是全偏振的分立谱。 

进一步的，二次靶采用巴克拉靶，所述的巴克拉靶用二次靶的散射线来激发样品。 

进一步的，二次靶采用荧光二次靶，所述的荧光二次靶采用二次靶出射的荧光谱线激发样品。 

进一步的，原级X射线包括连续谱和靶材料的分立特征X射线。 

进一步的，在二次靶的出射光路上加有滤光片，所述的滤光片将二次靶出射的荧光谱线过滤到只剩一条强谱线，其他的强谱线被滤光片吸收到很低。