[发明专利]X射线荧光光度计

说明书

本发明涉及用于测量由目标（7）发射的X射线荧光的X射线荧光XRF光度计（10），其中XRF光度计（10）包括具有发射发散的X射线波束（3a）的阳极（2）的X射线管（1）、被配置成将发散的X射线波束（3a）聚焦在目标（7）上的毛细管透镜（6）、定位在X射线管（1）的阳极（2）与毛细管透镜（6）之间并且包括至少一个针孔（9a，9b）的孔径系统（4），以及被配置用于检测由目标（7）发射的X射线荧光辐射的检测器（8），其中至少一个针孔（9a，9b）被配置用于插入到发散的X射线波束（3a）中并且用于减小阳极（2）与毛细管透镜（6）之间的发散的X射线波束（3a）的波束截面（5a）。本发明还涉及用于光度计（10）的孔径系统（4）、用于调节光度计（10）的焦深的孔径系统（4）的用途以及用于调节光度计（10）的焦深的方法。

技术领域

本发明涉及X射线荧光XRF光度计，优选地涉及具有多毛细管X射线光学器件的微XRF光度计，并且涉及用于这样的XRF光度计的孔径系统。本发明还涉及用于设定X射线荧光光度计的焦深的方法，并且涉及根据本发明的孔径系统用于设定XRF光度计的焦深的用途。

背景技术

X射线荧光光度计XRF被广泛地使用在用于材料组成的非破坏性调查的科学和商业应用中。其中使要调查的目标暴露于短波长X射线的入射波束，该短波长X射线的入射波束与能量发散X射线光度计EDX中的入射电子波束相反。响应于入射波束，目标发射可以用于分析目标的元素组成的元素特定荧光辐射。

通常在不同的XRF标准方法之间，即在全反射X射线荧光光度计（TXRF）、掠入射X射线荧光光度计（GIXRF）和微X射线荧光光度计（微XRF微RFA或μ-RFA）之间进行区分，其中后者还可以通过使用多毛细管光学透镜而作为3D-μ-RFA或3D-μ-XRF关于三维激发体积而执行。其中根据本发明的装置和方法可以应用于任何已知的XRF方法，它们特别地适合于微X射线荧光光度计。

典型的XRF设置包括X射线源，其受激辐射可以在被合适的X射线光学器件导向到样品上之前穿过各种滤波器。取决于应用，这样的X射线光学器件可以包括波带片、多毛细管光学器件和组合折射透镜中的一个或多个。多毛细管透镜特别地适合于μ-XRF并且通常包括多个小的中空玻璃管，所述多个小的中空玻璃管布置在阵列中并且每一个经由多次全外反射而引导X射线。

多毛细管透镜一个X射线点源到另一个X射线点源地成像。多毛细管透镜因而可以经由测角器或允许在两个或更多空间方向上枢转光学器件以便对样品光栅化的类似设备而被集成在XRF设备中。在WO 2016023975A1中公开了利用多毛细管透镜的这种扫描X射线设备的示例。

由样品发射的荧光辐射可以在其被导向通过用于分离其中的不同频率成分的光谱分析仪之前穿过另外的滤波器。光谱分析仪可能在检测器上游或被集成到该检测器中，该检测器被配置成提供对应于相应频谱成分的强度的检测器信号。由于每一个所发射的频率信号对应于样品中的某种元素，因此可以基于这些信号而确定这些元素的浓度。

为了允许充足的X射线强度，在用于各种XRF应用的常见光度计中将具有相当高的入口孔径的多毛细管透镜用作X射线光学器件。由于多毛细管透镜的成像特性，这些透镜还要求相当大的出口孔径以用于能够将辐射聚焦在微米范围的斑点上。因此，所发射的辐射的出口孔径角也相当大，并且因而这样的光度计的可用焦深相当低。这在具有较高形貌的样品上（例如在印刷电路板PCB上，其具有多个不同高度的表面安装器件）执行辐射测量时是特别不利的。

因此，本发明的目的是提供如针对某种应用而言必需的那样允许调节X射线荧光光度计的焦深而同时仍旧为各种XRF应用提供充足强度的装置和方法。

发明内容