[发明专利]一种用于X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度确定方法

说明书

本发明涉及X射线聚焦镜，具体涉及一种用于X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度确定方法，解决了现有的焦斑半能量宽度确定方法精度低的技术问题。本发明提出了单圆环能量包围函数，通过对焦斑图像从焦斑中心点至探测器幅面边沿分割成的大小不等的同心圆形成的单个圆环包围范围内总光子数的测量、记录，绘制单圆环能量包围函数曲线，与标准能量包围函数互为补充，可精确确定X射线聚焦镜焦斑的边界位置，从而确定X射线聚焦镜焦斑100％的能量范围，通过能量包围函数曲线确定X射线聚焦镜焦斑50％的能量范围，进而确定半能量宽度。

技术领域

本发明涉及X射线聚焦镜的标定方法，具体涉及一种用于X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度确定方法。

背景技术

X射线聚焦镜是一种基于X射线掠入射原理，采用多层嵌套式结构对X射线光子进行聚焦并探测的光学器件，其关键技术指标包括口径、焦距、有效面积及角分辨率等。

近年来，从X射线聚焦镜的发展趋势可以看出，超大有效面积、超高角分辨率已成为下一代X射线聚焦镜的主要发展目标。随之而来的是对X射线聚焦镜硬件标定设施和软件计算方法均提出了更高的要求。

在X射线聚焦镜角分辨率测试标定过程中，一般需要通过能量包围函数对X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度进行精确标定，并通过角分辨率与半能量宽度的数值关系进行求解，获得高计算精度角分辨率。然而，较小的焦斑尺寸在计算角分辨率过程中会受到较大幅面探测器的本底噪声影响，从而导致计算精度较低。主要原因是由于本底噪声的存在，导致无法精确确定全尺寸焦斑范围，进而也就无法精确确定焦斑的半能量宽度，从而影响角分辨率计算精度。

发明内容

本发明的目的是解决现有的焦斑半能量宽度确定方法精度低的技术问题，而提供一种用于X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度确定方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于X射线聚焦镜的焦斑半能量宽度确定方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、测量X射线聚焦镜焦斑，确定X射线聚焦镜焦点位置，并在X射线聚焦镜焦点位置处获得X射线聚焦镜焦斑图像；

步骤2、测量X射线聚焦镜焦斑的灰度值或像素内的沉积光子数，基于X射线聚焦镜焦斑的灰度值或像素内的沉积光子数确定X射线聚焦镜焦斑图像的中心点；

步骤3、基于步骤2确定的X射线聚焦镜焦斑图像的中心点，将焦斑图像从中心点至X射线探测器幅面边沿分割成半径不等的同心圆，测量、记录不同半径同心圆包围范围内的总光子数，并绘制同心圆包围范围内的总光子数随同心圆包围范围变化的统计图，获得从焦斑中心到探测器边沿的能量包围函数曲线；

步骤4、基于步骤2确定的X射线聚焦镜焦斑图像的中心点，将焦斑图像从中心点至X射线探测器幅面边沿分割成半径不等的同心圆，测量、记录由两相邻同心圆组成的单个圆环包围范围内的总光子数，并绘制单圆环包围范围内的总光子数随单圆环包围范围变化的统计图，获得从焦斑中心到探测器边沿的单圆环能量包围函数曲线；

步骤5、根据单圆环能量包围函数曲线的拐点确定X射线聚焦镜焦斑100％的能量范围；

步骤6、根据步骤5中确定的X射线聚焦镜焦斑100％的能量范围，通过步骤3获得的能量包围函数曲线确定X射线聚焦镜焦斑50％的能量范围，其直径为半能量宽度。

进一步地，步骤5具体为：

当单圆环能量包围函数曲线的拐点唯一时，唯一拐点处的单圆环包围范围对应的单圆环外层圆的位置为X射线聚焦镜焦斑的边界位置，X射线聚焦镜焦斑的边界位置的同心圆的包围范围为X射线聚焦镜焦斑100％的能量范围；