[发明专利]光学镜、X射线荧光分析装置以及X射线荧光分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学镜、尤其是用于X射线荧光分析装置的光学镜；以及涉及X射线荧光分析装置，其中所述X射线荧光分析装置具有用X射线辐射来辐照试样的X射线源、用于测量由试样发出的X射线荧光辐射的X射线探测器、以及摄像机，其中所述摄像机经由在X射线源的射束路径上成角度布置的光学镜产生试样的被辐照的位置的光学图像。此外，本发明涉及用于X射线荧光分析的对应方法，尤其用于确定薄层厚度的方法。

背景技术

X射线荧光分析是一种用于定性和定量材料分析的无损方法。该方法是基于这样的原理，通过用复色X射线辐射来辐照试样，电子从形成试样的原子的内壳释放。原子之间的间隙由来自内壳的电子充满。在这些转换的过程中，X射线范围内的特征荧光辐射出现，其通过探测器被记录并且提供了关于试样的元素成分的信息。

X射线荧光分析特别还适合用于薄层和层系统的层厚测量。因为X射线穿透薄层，所以X射线荧光辐射也在位于薄层下方的材料中产生，这种X射线荧光辐射转在其通向探测器的路径上于位于上方的层中由于吸收而被削弱。材料成分以及当前的层厚度都可以通过评价X射线辐射的波长范围内的光谱而被确定。为了实现良好的空间分辨率，测量点、所谓的试样的由主辐射所检测的区域必须被选成相当小。

在借助于X射线荧光分析的试样研究中，必须经由试样表面的光学图像来调整测量点。这通常采用摄像机来实现。然而，为了产生试样的测量位置的无视差的图像，控制拍摄必须尽可能地与X射线光束/X射束平行。为此目的，光学镜布置在光束路径中与摄像头成一角度指向。然而，为了镜不会在通向测量位置的路径上吸收X射线光束，镜必须在X射线光束的通过区域内具有一孔。这种光学镜由DE 33 14 281 A1是可知的。然而，这种光学镜的不足之处在于为产生无干扰的图像其必须在一距试样表面的远距离处被固定。

具有用于通过X射线光束的孔的光学镜被用于产生控制拍摄的X射线荧光分析装置例如由DE 197 10 420 A1是可知的。在EP 1 348 949 B1中，对焦X射线光学器件附加地被采用，其被引导通过控制镜中的凹部。同样的情况由DE 32 39 379 C2可知，该公开文献公开了一种镜，其中，孔的尺寸能够为了X射线光束的通过而被调节。

此外，X射线荧光分析装置以及用于X射线荧光分析的方法由US 4,406,015 A是已知的，其中，镜被布置在主射束中，所述镜具有被蒸镀到SiO₂板上的铝层或者被蒸镀到塑料膜上的铝层。镜因此包括由塑料形成的全表面载体上的或全表面SiO₂板上的铝层。

两个实施例的不足之处在于，这些全表面载体降低了指向测量物体的X射线辐射的强度，因而需要更多的测量时间。附加地，载体由塑料制成的实施例的不足之处在于，在整个时间过程内，塑料由于X射线辐射的辐照而被侵蚀。

发明内容

本发明的目的是改进光学镜、X射线荧光分析装置以及用于X射线荧光分析的方法，以使得在待分析的试样的测量位置可以实现自然控制拍摄，并且这是在试样位于距镜的非常短的距离处时。

该目的通过权利要求1、9和12的特征来实现。有利的实施例由从属权利要求得出。

该目的通过一种光学镜得以实现，所述光学镜具有用于X射线辐射的通窗，其中所述通窗由所述载体中的凹口以及在载体的外侧上覆盖凹口的膜形成，所述膜形成镜层。这种光学镜一方面可透X射束，尤其是X射线辐射的主辐照，具有高强度，因为仅仅膜是透光的，并且不可透光学辐射，以检测试样的测量位置的表面的图像，从而测量位置的完整的图像能够由摄像机检测。

微型光学器件可以通过这种光学镜产生，因而，试样上的焦点与X射线光学器件之间的距离可以通过以下方式保持较低，即维持光学镜的位置以便直接观察试样。因此，实现了X射线荧光分析装置的紧凑的或节省空间的构造。

优选地，膜由塑料制成、特别优选由聚对苯二甲酸乙二酯制成。塑料主要包括具有原子数仅为6的碳。由于X射线吸收对于待透过的材料的原子数z具有非常强烈的依赖性(大约～z⁴)，所以由塑料膜导致的削弱非常低。特别抗撕的膜可以由聚对苯二甲酸乙二酯、简称PET制成，特别是如果这种膜是双轴向伸展的话。

为了在膜上获得反射性涂层或者为了形成镜层，膜可以被金属化处理。金属化例如能够以简单的方式借助于溅镀(阴极雾化)或真空镀实现。

优选地，由铝制成的镜涂层被应用，这是因为铝具有被认为用于镜面化的金属的最低原子数并且还能够非常优良地被溅镀。