[实用新型]一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及一维光子晶体技术领域，具体涉及一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃及其制作方法。

背景技术

在X线医学影像、X线放射治疗领域经常会用到透明防护视窗，国内外玻璃工作者、从事防护的人员极力寻求密度大的材料作为X线防护材料，在玻璃成分中引入铅、钡、铋等重金属元素，重金属玻璃已被广泛应用到防辐射领域。曹志峰在《X射线防护玻璃的结构效应》中指出，随铅含量增加, 密度增加，重金属玻璃防X线辐射能力的提高受到玻璃结构效应的限制。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃，调整参数使X线波长在设计的复合一维光子晶体的禁带范围内，大大提高了重金属X线防护玻璃的防辐射能力。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃，由重金属X线防护玻璃层和光子晶体层组成，光子晶体层由14层Ge介质层和14层BaF₂介质层相互交替叠加构成                                                型复合结构，其中m=6，n=8，（Ge BaF₂）_m表示m层Ge和m层BaF₂交替叠加构成的复合介质层，其中Ge介质层的厚度为248.45nm，BaF₂介质层的厚度为741.38nm，该复合介质层设置在光子晶体层的内侧，并与重金属X线防护玻璃层连接；（Ge BaF₂）_n表示n层Ge和n层BaF₂交替叠加构成的复合介质层，其中Ge介质层的厚度为388.16nm，BaF₂介质层的厚度为1068.48nm，该复合介质层设置在光子晶体层的外侧。

本发明的有益效果是：

1、该复合光子晶体结构对X线波长范围内最高反射率达到100%，平均反射率95%以上，大大降低了对重金属X线防护玻璃防辐射能力的要求。

2、在对X线吸收系数很低的低成本重金属X线防护玻璃上镀光子晶体膜便可以达到完全吸收X线的防护效果，降低重金属X线防护玻璃要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的一维光子晶体周期结构；

图3 为本发明的复合光子晶体X线反射率随波长的变化曲线；

图中：1、重金属X线防护玻璃层，2、光子晶体层。

具体实施方法

如图所示，一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃，由重金属X线防护玻璃层1和光子晶体层2组成，光子晶体层2由14层Ge介质层和14层BaF₂介质层相互交替叠加构成型复合结构，其中m=6，n=8，（Ge BaF₂）_m表示m层Ge和m层BaF₂交替叠加构成的复合介质层，其中Ge介质层的厚度为248.45nm，BaF₂介质层的厚度为741.38nm，该复合介质层设置在光子晶体层2的内侧，并与重金属X线防护玻璃层1连接；（Ge BaF₂）_n表示n层Ge和n层BaF₂交替叠加构成的复合介质层，其中Ge介质层的厚度为388.16nm，BaF₂介质层的厚度为1068.48nm，该复合介质层设置在光子晶体层2的外侧。

一种增强X线防护的光子晶体防护玻璃的制作方法，步骤一、取一个f36mm的平板形重金属X线防护玻璃，作为基板，将基板双面抛光，立边抛光，四边有工艺倒角，备用；

步骤二、将加工好的基板表面进行清洁化处理，采用酸性清洗液和去离子水分别清洗基板，然后将基板置于热板上烘干，温度为65°，时间10分钟；

步骤三、将基板放入真空镀膜机，在其一个表面上进行介质材料锗的镀膜，镀膜厚度为248.45nm，镀膜后干燥冷却30分钟，然后在基板镀有锗镀膜层的表面进行介质材料氟化钡的镀膜，镀膜厚度为741.38nm，镀膜后干燥冷却30分钟；

步骤四、按照步骤三的方法交替进行锗和氟化钡镀膜，直至镀好m层锗镀膜层和m层氟化钡镀膜层，其中m=6,在基板上形成结构为（Ge BaF₂）_m的光子晶体复合镀膜层；