[实用新型]纳米成像系统

权利要求书

1.一种纳米成像系统，其特征在于，包括：

X射线光源(1)；

毛细管X光透镜(3)，其入口焦距处设置所述X射线光源(1)，用于收集并会聚所述X射线光源(1)发出的X射线束(2)，所述毛细管X光透镜(3)的出口焦距处形成微焦斑(4)；

弯晶聚焦器(6)，其入口焦斑与所述毛细管X光透镜(3)的微焦斑(4)位置重合形成共聚焦结构，并在出口焦斑处形成单色微焦斑(7)；所述弯晶聚焦器(6)的出口焦斑处放置有样品；所述弯晶聚焦器(6)的入口端或出口端处配置有调节器(5)，用于挡住入射或出射于所述弯晶聚焦器(6)的中间部分X射线；

放大器(8)，设置于所述样品之后的光路上，用于会聚并放大所述样品的成像信号；

探测器(9)，设置在所述放大器(8)之后，用于探测并收集所述样品的成像信号。

2.根据权利要求1所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述X射线光源(1)为X射线光管发射的X射线束，所述X射线光管的靶材为钼、银或钨中的任一种；和/或，

所述X射线光源(1)的功率范围为1～3000瓦。

3.根据权利要求2所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述毛细管X光透镜(3)为X射线会聚透镜；

所述毛细管X光透镜(3)由单根单毛细管构成；或者，所述毛细管X光透镜(3)由多根单毛细管构成，沿垂直于其中心线方向的横截面为正六边形，沿其长度方向上的截面空间椭球曲面段。

4.根据权利要求3所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述毛细管X光透镜(3)中位于其中心位置的那一根单毛细管所在的层数定义为第一层，从内向外第n层中单毛细管的数目为6(n-1)，且n＞1；和/或，

所述毛细管X光透镜(3)的长度L的取值范围为2～20厘米，入口端直径D_in范围为1～40毫米，出口端直径D_out范围为1～8毫米，最大尺寸直径/对边距D_max的范围为3～90毫米，入口焦距f₁的范围为20～120毫米，出口焦距f₂的范围为2～70毫米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的纳米成像系统，其特征在于，所述弯晶聚焦器(6)在沿其中心对称线方向上的截面为旋转椭球面段，沿垂直于其中心线方向的截面为圆形；

其中，所述弯晶聚焦器(6)由分离的多块弯曲晶体或整块弯晶构成。

6.根据权利要求5所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述弯晶材料为硅、锗或氟化锂中的任一种；和/或，

所述弯晶聚焦器(6)的长度G范围为1～200毫米、入口焦距F的范围可为15～600毫米、出口焦距f的范围可为1～400毫米、入口端直径D的范围可为1～20毫米、出口端直径d的范围可为1～10毫米。

7.根据权利要求6所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述弯晶聚焦器(6)的长度G为30毫米，入口直径D为13毫米，出口直径d为6毫米；和/或，

所述毛细管X光透镜(3)的长度L为62毫米，入口端的直径D_in为13毫米，出口端的直径D_out为2毫米；其中，在17.4keV能量点，透镜入口焦距f₁为71毫米，出口焦距f₂为15毫米，焦斑直径为22微米，功率密度放大倍数为9000。

8.根据权利要求1至4任一项所述的纳米成像系统，其特征在于，所述X射线光源(1)、所述毛细管X射线平行束透镜(3)、弯晶聚焦器(6)及所述放大器(8)共光轴设置。

9.根据权利要求1至4任一项所述的纳米成像系统，其特征在于：

所述放大器(8)为波带片，所述波带片的最外层透射X射线圆环的直径与离开所述弯晶聚焦器(6)出口焦斑的X射线束的中空环状结构相匹配；波带片最外层透射X射线圆环的宽度范围为1～500纳米；和/或，

所述X射线探测器(9)为空间分辨探测器，空间分辨范围为1～50微米，能量探测范围为10～80keV。

10.根据权利要求1至4任一项所述的纳米成像系统，其特征在于，还包括：

分析终端，与所述探测器(9)连接，用于对所述样品的成像信号进行纳米成像分析。