[发明专利]用于产生扫描X射线射束的电磁扫描设备

说明书

本申请要求提交于2012年3月6日序列号为61/607,232的美国临时专利申请的优先权，该申请并入本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及被扫描的x射线发射源，并且更具体地涉及通过相对于凹的目标表面电磁扫描带电粒子射束来产生被扫描的x射线射束的设备。

背景技术

很多年以前就已经设想过通过在阳极上电磁扫描笔形射束来扫描所产生的x射线射束，但至今还没有面向市场的系统。所有方法都是用所谓的发射装置，该发射装置在图1中举例说明且在美国专利第6,282,260号(授予Grodzins，题为“Unilateral Hand-Held X-ray Inspection Apparatus”)中进行了描述，该专利并入本文中作为参考。阴极18发出的电子射束20被朝向目标22加速，目标22典型地为阳极，并且下文中称为阳极。电子射束20可以相对于阳极22被扫描，使得可以改变射束14的朝向。在此示例中，所产生的x射线从薄的典型地为high-Z的阳极射出到锥形壳体中，仅仅从锥体顶点处的孔径射出。以下列举出通过扫描电子射束来对产生的x射线射束进行扫描的其他示例。在所有情况下，x射线均以前半球体(forward hemisphere)的形式发射。

电磁导向的x射线射束具有的几何形状是基于前向的韧致辐射(bremsstrahlung emission)发射的，该电磁导向的x射线射束的其他配置例如在美国专利第6,421,420号(授予Grodzins，题为“Method and Apparatus for Generating Sequential Beams of Penetrating Radiation”)和美国专利第6,542,574号(授予Grodzins，题为“System for Inspecting the Contents of a Container”)中进行了描述，这两个专利均并入本文中作为参考。

发明内容

依照本发明的不同实施例，提供了一种设备，用于产生穿透电磁辐射的扫描射束。所述设备具有用于生成以一种传播方向为特征的电子射束的源，和用于接收该电子射束并响应于电子射束发射电磁波的阳极。所述设备还包括电磁射束导向器和射出孔径，其中电磁射束导向器引导电子射束的传播方向使得电子撞击到阳极上的一连串指定位置，射出孔径用于从阳极上的一连串指定位置发射电磁波，使得响应于电子射束的角扫描，从孔径射出的电磁波的射束的方向扫描过在扫描平面内的一个角度范围，其中扫描平面从电子射束的传播方向移位至少45度。

依照其他实施例，提供了一种用于产生穿透电磁辐射的扫描射束的设备，该设备具有用于生成电子射束的源，和具有从源来看为凹形的表面的阳极，其中阳极接收电子射束并发射电磁波。电磁射束导向器将电子射束引导到阳极上的一连串指定位置，并且电磁波通过射出孔径以一定方向被发射，该方向是响应于电子射束的角扫描而被扫描的方向。

在任意前述实施例中，电磁射束导向器可以在电子射束平面内扫描电子射束。在某些实施例中，射出孔径位于电子射束平面内，但在其他实施例中，射出孔径可在电子射束平面以外。

在本发明的进一步的实施例中，该设备可以具有多个射出孔径。电磁波导向器可以适于使电子射束在侧向平面中转向，侧向平面垂直于电子射束平面。设备可具有多个阳极，并且滤波器可以设置在一个或多个射出孔径内。

附图说明

本发明的前述特征在参考附图考虑以下详细描述后将变得更容易理解，附图中：

图1示出了如美国专利第6,282,260号描述的现有技术电子射束扫描器。

图2是依照本发明的一个实施例的具有“单侧”反射几何形状的电子射束扫描器的概念图。

图3是从上方观察到的依照本发明的一个实施例的反射扫描x射线射束系统的示意性横截面，显示了相对于扫描电子射束的平面成大约150°的角截取的得到的x射线射束的平面。

图4是从上方观察到的依照本发明的一个实施例的立体反射扫描x射线射束系统的示意性横截面，该系统用于产生两个同时发生的扫描x射线射束。

具体实施方式

现在参考图2来描述依照本发明的实施例，采用反射几何形状(reflection geometry)来产生扫描x射线射束217。电子射束303中的源自于阴极源203的电子201被朝向阳极205加速，该电子射束303的特征在于，其传播方向如以下描述的那样随时间而改变。