[发明专利]一种透过率多级调制的X射线选能器件

说明书

技术领域

本发明涉及X射线选能器件，具体涉及一种透过率多级调制的X射线选能器件。

背景技术

X射线选能是X射线诊断中一种常用的技术手段，其作用主要是在能谱范围较广的X射线源中选取诊断所需的能段，进而由探测器件接收并获得有用的X射线信号。

常用的X射线选能器件分为两类。一类用于X射线源光谱分布测量，这类器件包括透射光栅、晶体等，原理是利用周期性结构，使入射信号在一维方向上进行色散，从而获得该信号某一能段的光谱分布信息。另一类用于某一特定能点或特定能段信号的光源强度或者空间分布的测量。这类器件包括金属滤片、反射镜等。其中，金属滤片是利用金属元素的吸收边结构，实现X射线选能；反射镜是利用反射面材料、入射角度的变化，实现X射线的选能。

在实际使用中，为实现反射镜的特性，信号采用掠入射形式入射反射镜，即入射光束与反射镜法线的夹角大于80°，这就要求反射镜的反射面足够大，才能获得完整的信号，从而造成使用中两个无法避免的问题：1、系统立体角较大，使得安装和使用较为复杂；2、在应用于二维成像时，入射光束与反射镜两端边界的夹角差异较大，使得成像区域不同位置的能谱一致性较差。此外，如果需要使用多块反射镜组合进行复合能段选择，则对镜组的装配提出了很高的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构小巧、选能准确的透过率多级调制的X射线选能器件。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种透过率多级调制的X射线选能器件，用于多种需求的X射线能带选择，所述X射线选能器件包括排成阵列的多个微通道，每个所述微通道的横截面呈正方形，微通道的内壁为反射面，选能时，待选能的X射线从微通道的一端以1～10°的入射角射入，在微通道的另一端得到目标X射线。

本发明的微通道呈长条形，待选能的X射线以较小的入射角射入微通道内，经过微通道内壁的吸收及反射，将波长合适的X射线全部反射，而其余波长的X射线被内壁吸收，从而在微通道的出口处得到的即为目标X射线。由于本发明的入射角为1～10°，所以整个选能器件的体积小巧。

优选的，所述微通道的长度与微通道横截面边长的比例为(5～50)：1，长径比大于5:1是为了避免信号不经过内壁反射，直接通过；小于50:1是保证有足够的透过率，因为反射次数越多，效率越低。

优选的，所述微通道的内壁粗糙度≤2nm。

优选的，所述微通道内的反射镜表面设有镀层。

优选的，所述镀层的材料选自Au、Ag、C、Ni、Mo、Y、Al中的一种，根据目标X射线波长的不同，可选择对应的镀层，因为不同元素的镀层对X射线的吸收是不同的，所以本发明的选能器件灵活多变，适应范围强。

所述微通道两端内壁的镀层与微通道中间段内壁的镀层材质相同或不同，所述微通道的两端为距离微通道入口或出口的长度占微通道总长度≤20％的通道。

所述微通道两端内壁的镀层为双周期多层膜结构的镀层，所述微通道的两端为距离微通道入口或出口的长度占微通道总长度≤20％的通道。

所述微通道内的反射镜表面不设镀层。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明的X射线选能器件非常小巧，使用非常方便，使用时只需紧贴探测器件放置即可，同时采用正入射的方式接受X射线信号，夹角差异是反射镜的二分之一，有效地提高了能谱的一致性，此外如果需要进行复合能段选择，只需要选择相应的材料作为通道内壁镀层，无需进行额外的装配。

附图说明

图1为本发明选能器件的剖面结构示意图；

图2为待选能X射线入射的原理示意图；

图3为实施例1中X射线选能器件的透过率曲线。

其中，1为微通道，11为微通道内壁，12为微通道两端，13为微通道中间，14为微通道法线方向，2为待选能X射线，3为入射角，a为微通道横截面边长，L为微通道的长度。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1