[发明专利]一种基于CCD探测的X射线组合折射透镜聚焦性能测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及X射线探测和成像领域，尤其是一种可以测量X射线组合折射透镜聚焦性能的方法。

背景技术

X射线组合折射透镜是一种基于折射效应的新型X射线聚焦器件，其理论聚焦光斑尺寸可达纳米量级，实际测试所得聚焦光斑尺寸通常在几个微米，并具有尺寸小、制作工艺简单、鲁棒性好、可批量加工的优点，适合高探测分辨率的X射线探测和成像系统；其次，X射线组合折射透镜覆盖的光子能量非常宽，因此基于它构架X射线探测和成像系统，适用于多种应用场合；最后由于其基于折射效应，因此在对X射线束聚焦时不需要折转光路，因此所形成的探测装置结构紧凑、尺寸小、重量轻。鉴于以上优点，X射线组合折射透镜有望在众多X射线探测和成像装置（包括X射线显微镜、X射线微探针、X射线衍射仪、X射线散射仪、X射线反射仪、X射线层析术、X射线投影光刻装置等等）获得应用。X射线组合折射透镜的聚焦性能是其作为X射线探测和成像系统核心器件的最重要的性能，因此发明测量X射线组合折射透镜聚焦性能的方法和装置极为重要。

因为X射线组合折射透镜是一种新型的X射线光学器件，迄今为止，尚无对其聚焦性能进行专门测试的装置，一般都是由该器件的研发者在同步辐射线束上对其聚焦性能进行实验研究和验证（乐孜纯，梁静秋，董文，等，高能X射线组合透镜聚焦性能的实验结果，光学学报，2006，26(2):317-320），但是同步辐射是超大型科学装置，运行维护费用极其昂贵，机时与需求相比非常稀缺，无法满足实际测试需求。

发明内容

为了克服已有X射线组合折射透镜聚焦性能测试方式的机构复杂、运行维护费用昂贵、实用性较差的不足，本发明提供了一种检测方便、减低成本、实用性良好的基于CCD探测的X射线组合折射透镜聚焦性能测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于CCD探测的X射线组合折射透镜聚焦性能测试方法，实现该方法的装置包括底座导轨、依次位于所述底座导轨上的调整台、X射线组合折射透镜和X射线CCD，X射线光管、激光器可横向移动地安装在所述调整台上，所述X射线光管/激光器、X射线组合折射透镜、X射线CCD形成探测光路，所述聚焦性能测试方法包括如下步骤：

（1）所述X射线组合折射透镜的光轴在制作时已经确定，在显微镜下观察并制作标记标示其光轴，以备激光校准时使用；

（2）将激光器移入探测光路，使得激光器与X射线组合折射透镜上的两个光轴标记线重合；

（3）将激光器移出光路，同时X射线光管移入探测光路；

（4）X射线CCD进行图像记录，通过对所记录图像进行图像处理，得到X射线组合折射透镜的聚焦光斑尺寸和光斑强度，得到聚焦性能测试结果。

进一步，调整台位于所述底座导轨的一侧，所述X射线光管、激光器可横向移动地安装在所述调整台上；将X射线光管和激光器安装在多维精密调整台上，精密调整并固定两个档位，保证机械轴与所述X射线光管和所述激光器的光轴平行。

更进一步，所述步骤（4），首先沿底座导轨纵轴方向移动X射线CCD，达到距离X射线组合折射透镜最近的位置，记录位置坐标和X射线CCD图像；再将X射线CCD沿底座导轨纵轴方向向远离X射线组合折射透镜的方向移动，记录移动的位置坐标，进行图像记录。

再进一步，所述X射线CCD沿底座导轨纵轴方向移动的平移步长0.2～5毫米。

进一步地，所述图像记录方式为离线记录图像文件或在线显示图像信息并记录图像文件。

再进一步，所述光斑尺寸和光斑强度的测试精确度由X射线CCD的像元尺寸决定。

本发明中，以X射线光管作为光源构建X射线组合折射透镜的测试装置，不仅可以满足实际测试需求，更可以探索和研发利用X射线光管作为光源的、基于X射线组合折射透镜的各种新型探测和成像系统，因此具有非常重要的意义。

本发明的有益效果主要表现在：1、发明了一种光源为X射线光管的X射线组合折射透镜聚焦性能测试方法，可以方便地对X射线组合折射透镜的聚焦性能进行测试；2、因为探测光源为小型化的X射线光管，也可以为研发基于X射线光管的X射线探测和成像系统提供技术基础；3、整个装置结构紧凑、尺寸小、重量轻，方便使用。

附图说明

图1是本发明基于CCD探测的X射线组合折射透镜聚焦性能测试装置的示意图，其中，1是X射线光管、2是激光器、3是多维精密调整台、4是X射线组合折射透镜、5是底座导轨、6是X射线CCD。

图2-1和2-2是二维聚焦X射线组合折射透镜的正视图和俯视图。