[实用新型]一种全光X射线显微成像系统

说明书

本实用新型提供一种全光X射线显微成像系统，包括：X射线发生器，还包括分束器，所述分束器用于将X射线发生器发出的X射线束分成独立的锥形X射线光束，并且在其后的焦点处汇聚，该汇聚处为焦斑所在位置；在所述焦斑处放置有样品；所述分束器利用制作多毛细管X光透镜的制作方式制作而成；该分束器的相邻子管采用厚壁玻璃管拉制而成；且所述子管直径D大于所述焦斑尺寸。本实用新型提供的系统所采用的分束器，由于其有足够的厚度，从而能保证其后出射的光束分开，从而是最终形成的投影图像没有重影、系统成像效率高；系统结构简单，成本低，便于推广使用。

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种全光X射线显微成像系统。

背景技术

高时间和空间分辨的X射线成像技术对于化学、物理、生物、能源、新材料、环境等相关研究领域都具有重要的意义，是X射线成像研究的热点和难点。目前用于获取样品三维成像的技术主要是CT成像技术或者有限角度CT成像技术，但是需要逐个角度的获得样品的投影，难以实现一次曝光就能获得样品不同角度的投影。2020年，P.Korecki团队结合全光相机和多毛细管X光透镜特点提出的全光X射线显微镜(PlenopticX-raymicroscopy)可以实现一次曝光在十几度的立体角范围内获得样品一百至上千个投影，结合高功率光源可以实现对样品的高时空分辨的成像。

如图1所示，为Korecki.P团队所提出全光X射线成像系统示意图，该系统的主要作用是把X射线发生器1发出的X射线束经过分束器转换成诸多独立的X射线束，并且会聚于一点(即样品5所在的焦斑处)，此点空间为后多毛细管X光透镜4焦点，也是样品成像区域，将样品置于此区域，经过一次曝光，就可以获得样品多个空间角度的投影像。其中，所述分束器由前多毛细管X光透镜2、后多毛细管X光透镜4和一个多孔遮光器3组成。其中前多毛细管X光透镜2用于将实验室光源所发出的X射线光束转变成准平行X射线光束，多孔遮光器3用于将准平行X射线束转变成多个X射线细束，后多毛细管X光透镜4用于接收多孔遮光器3出射的X射线细束，并将X射线细束经过传输和压缩后出射，后多毛细管X光透镜4的每个出射X射线束的微孔等效于微焦斑X射线光源，其出射的细窄锥形X射线束照射至样品3，从而在后端成像探测器6形成其投影像。

但是，由于多孔遮光器3的微孔无法与后多毛细管X光透镜4的微孔一一准直，从而会导致其后样品投影像重叠。这不仅降低成像系统效率，也会导致图像重建过程更加复杂。

而且，该现有的系统其分束器的光学器件较多，因而光路调节困难，且需要复杂的光路调节系统，难以广泛推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种成像效率高、样品投影像无重叠的全光X射线显微成像系统。

一种全光X射线显微成像系统，包括：X射线发生器，还包括分束器，所述分束器用于将X射线发生器发出的X射线束分成独立的锥形X射线光束，并且在其后的焦点处汇聚，该汇聚处为焦斑所在位置；在所述焦斑处放置有样品；

所述分束器利用制作多毛细管X光透镜的制作方式制作而成；该分束器的相邻子管采用厚壁玻璃管拉制而成；且所述子管直径D大于所述焦斑尺寸；

所述X射线发生器的光源为点光源、同步辐射光源、或者为自由电子激光光源。

进一步地，如上所述的全光X射线显微成像系统，所述分束器子管内径1微米、焦斑尺寸为30微米。

进一步地，如上所述的全光X射线显微成像系统，包括成像探测器，所述成像探测器位于分束器产生的焦斑之后，用于记录分束器所产生各个光束远场端的光斑形状。

进一步地，如上所述的全光X射线显微成像系统，包括控制分析终端，该控制分析终端与所述成像探测器连接，用于接收、存储和分析成像探测器产生的样品图像信息，以进行样品三维图像重建。

进一步地，如上所述的全光X射线显微成像系统，在所述分束器以及样品所在位置均安装有位移平台。