[发明专利]一种组合式多毛细管聚焦光学器件

说明书

本发明涉及光学调控技术领域，提供了一种组合式多毛细管聚焦光学器件。所述光学器件通过整体式多毛细管聚焦透镜贯穿于若干支撑板内部，在所述支撑板内部不与所述整体式多毛细管聚焦透镜相交的部分，贯穿插入若干第一子管，所述第一子管的出口方向指向所述整体式多毛细管聚焦透镜的聚焦焦斑，用于会聚同步辐射X射线光源或中子束流，并获得高增益的微焦斑。本发明与传统整体式多毛细管聚焦透镜相比，入口直径更大，使更多的光束或中子束流照射入所述光学器件内部，与传统装配式多毛细管透镜相比，子管数量更多且排列更紧密，提高了光束或中子束流利用率。

技术领域

本发明涉及光学调控技术领域，尤其涉及一种组合式多毛细管聚焦光学器件。

背景技术

X射线和中子分析技术具有优势互补的特点，是揭示物质结构和生命现象的重要工具，广泛应用于化学、物理、生物、能源、新材料、环境等科学领域。随着高亮度同步辐射光源，自由电子激光光源和大型中子源等大科学装置的建设，X射线和中子相关分析技术应用越来越广泛，对于X射线和中子束流相关的聚焦器件提出更高的需求。

多毛细管透镜是上世纪九十年代苏联科学家Kumakhov所提出的一种用于X射线和中子束流聚焦的光学器件。多毛细管透镜的工作原理为表面全反射。中子或者X射线在光滑的微米级直径玻璃管内表面逐次发生全反射，中子或X射线方向也沿玻璃管弯曲方向传输。多毛细管聚焦透镜由几十万至上百万根玻璃子管组成，子管的弯曲方向指向其后一点，此点为透镜的焦点。多毛细管聚焦镜具有大的接收角，较宽的应用波段，广泛应用于X射线和中子束聚焦。多毛细管透镜经过近30多年的发展，分为装配式多毛细管聚焦透镜和整体式多毛细管透镜。

如图1所示，提供了现有技术的一种整体式多毛细管聚焦透镜结构示意图，通过若干第二子管4整体拉制成形，所述整体式多毛细管聚焦透镜1的进口端为柱形，出口端为锥形，所述进口端与出口端相连接的中间部分为光滑的曲线形。整体式多毛细管聚焦透镜1与装配式多毛细管聚焦透镜相比，子管更多、排列更密集，但发明人发现整体式多毛细管聚焦透镜受制于拉制工艺其入口直径较小，难以传输大面积入射光束，导致光束或中子束流利用率低。

如图2所示，还提供了现有技术的一种装配式多毛细管聚焦透镜结构示意图，通过将若干第一子管3贯穿设置于若干支撑板2内，所述装配式多毛细管聚焦透镜的进口端为柱形，出口端为锥形，所述进口端与出口端相连接的中间部分为光滑的曲线形。装配式多毛细管聚焦透镜与整体式多毛细管聚焦透镜1相比，具有大的入口直径，能够接收大面积的入射光束，但发明人发现由于透镜子管较稀疏，透镜整体传输效率不高，导致光束或中子束流利用率低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种组合式多毛细管聚焦光学器件，通过整体式多毛细管聚焦透镜贯穿于若干支撑板内部，在所述支撑板内部不与所述整体式多毛细管聚焦透镜相交的部分，贯穿插入若干第一子管，所述第一子管的出口方向指向所述整体式多毛细管聚焦透镜的聚焦焦斑，用于会聚同步辐射X射线光源或中子束流，并获得高增益的微焦斑。本发明与传统整体式多毛细管聚焦透镜相比，入口直径更大，使更多的光束或中子束流照射入所述光学器件内部，与传统装配式多毛细管聚焦透镜相比，子管数量更多且排列更紧密，提高了光束或中子束流利用率。

具体的，主要通过以下技术方案来实现：

一种组合式多毛细管聚焦光学器件，包括：

整体式多毛细管聚焦透镜、若干支撑板、若干第一子管；

所述整体式多毛细管聚焦透镜贯穿设置于所述支撑板内部，在所述支撑板内部不与所述整体式多毛细管聚焦透镜相交的部分，贯穿设置所述第一子管，所述第一子管的进口方向与所述整体式多毛细管聚焦透镜进口端的轴向平行，出口方向指向所述整体式多毛细管聚焦透镜出口端的锥形顶点，所述第一子管进口方向与出口方向相连接的中间部分为光滑的曲线形；

所述整体式多毛细管聚焦透镜的进口端为柱形，出口端为锥形；