[实用新型]一种薄样掠射X射线荧光光谱分析系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光谱分析系统，特别是一种X射线荧光光谱分析系统。 

背景技术

X射线荧光（XRF）光谱分析技术是一种测定材料的元素组成的方法，它通过用X射线照射试样并观测分析试样发出的二次荧光X射线来实现。 

一般来说，XRF系统包括X射线源（X光管或放射性同位素）和用于检测从试样发出的二次X射线并确定其能量或波长的装置。一定能量或波长的X射线的强度与试样中的元素含量有关，通过计算机软件来分析数据并确定含量。 

传统的XRF系统根据其X射线光谱分析方法而分为两种，一种是能量色散（ED）系统，另一种是波长色散（WD）系统。在能量色散系统中，使用能量色散探测仪，例如固态探测仪或正比计数器，用来确定从试样发出的光子的能量谱。在波长色散系统中，使用晶体或多层结构从试样发出的X射线光子中选择特定的波长。 

这些传统的XRF系统均采用高功率的X射线源对试样进行直接照射，其缺点是，由于试样基底的散射效应，使得出射的X荧光噪声很大，影响了整个分析系统的分辨率。 

因此，亟需一种能够有效减少基底效应的X射线荧光光谱分析系统。 

实用新型内容

本实用新型提供一种薄样掠射X射线荧光光谱分析系统，该系统克服了现有技术的缺点，并提供了额外的优点。 

本实用新型的技术方案是：一种薄样掠射X射线荧光（XRF）光谱分析系统，其特征在于，该系统包括：至少一个X射线源，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，该束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为单色光，并整形成条状；用于放置试样的样品载体，样品载体是光学平坦的，样品载体处于束调节单元出射的X射线的光路上，样品载体的平面与X射线的夹角为一掠射角；至少一个X射线探测器，布置在样品载体的法线方向，接收由试样产生的荧光X射线；以及控制单元和记录单元。 

所述束调节单元包括滤波器、狭缝、单色器和光栏。 

所述滤波器为石英玻璃，所述单色器为天然晶体。 

所述样品载体用作试样的衬底，样品载体相对试样而言为光疏介质。 

所述样品载体的材料为金或铂。 

所述掠射角大于试样的全反射临界角，小于样品载体的全反射临界角。 

所述样品载体在1mm²的面积内粗糙度小于5nm。 

所述试样是薄样，厚度小于100nm。 

所述试样为多层薄样。 

所述探测器为高纯锗探测器。 

与现有技术相比，本实用新型所提供的XRF光谱分析系统使用单色条状X射线束，以掠射的方式照射的试样上，穿透试样进入样品载体的X射线非常少，可以有效的减少基底效应。如采用相对试样而言为光疏介质的样品载体，采用介于试样和样品载体的全反射临界角之间的掠射角，则进入样品载体的X射线进一步减少，反射出的X射线也可以被控制，X射线集中作用与试样上，使得整个系统的噪声被降低，分辨率提高。 

附图说明

图1为本实用新型薄样掠射X射线荧光光谱分析系统的结构原理图。 

图2为本实用新型薄样掠射X射线荧光光谱分析系统的试样附件的光路示意图。 

具体实施例

现在参考附图描述本实用新型的实施例。 

如图1所示，本实用新型提供的一种薄样掠射X射线荧光（XRF）光谱分析系统包括：X射线源1，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，束调节单元包括滤波器2、狭缝3、单色器4和光栏9，束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为单色光，并整形成条状；样品载体8，样品载体是光学平坦的，试样7放置在样品载体8上；由X射线源1发出的X射线通过束调节单元后，以掠射角α照射到试样上；试样产生的荧光X射线，由布置在样品载体的法线方向X射线探测器5接收。图中，6为参考平面。 

如图2所示，以掠射角α照射到试样上的X射线，一部分被试样直接反射，另一部分穿透进入试样被样品载体反射，当α很小的时候，穿透进入样品载体的X射线很少，因此，形成如图2所示的射线分布，区域Ⅰ和区域Ⅱ为驻波场，其中区域Ⅱ的驻波场作用于试样，使试样中的各种元素发射X荧光；区域Ⅲ为干涉波，其强度可以通过改变α进一步调节。 

为使系统取得更好的分析效果，可以采用相对试样7而言为光疏介质的材料（如金或铂）制作样品载体8，并保证样品载体在1mm²的面积内粗糙度小于5nm，以及采用介于试样和样品载体的全反射临界角之间的掠射角α。