[实用新型]一种旋转透射靶微焦点X射线源

说明书

本实用新型公开了一种旋转透射靶微焦点X射线源，腔体内安装有电子束系统，电子束系统与阳极靶转轴同侧排布，旋转阳极靶系统中的电机通过锥齿轮传动装置驱动阳极靶旋转，设计靶材微结构，电子束系统发射的电子束垂直轰击旋转的阳极靶的金属靶材，冷却系统用于冷却阳极靶。采用了透射式X射线源的出光原理，实现了微焦点，提高了成像分辨率，相比现有旋转阳极靶X射线源增大了X射线发射角度；电子束轰击旋转的阳极靶，有效散热体积大，提高了散热效率和阳极靶功率；克服了透射式X射线源高分辨成像时成像效率低，反射式X射线源快速成像时分辨率低、图像质量差等不足；提高了成像分辨率、X射线源亮度与X射线通量，降低了成像时间。

技术领域

本实用新型涉及X射线源技术领域，特别是指一种旋转透射靶微焦点X射线源。

背景技术

目前，应用于工业CT系统的X射线源按照阳极靶材的不同主要分为两种：反射式X射线源和透射式X射线源。反射式靶面与入射电子束形成一定倾斜角度，具有较大的散热体积，可以承受较高电压的加速电子，并且部分反射式X射线源阳极靶面由转子带动旋转，更进一步的增大了散热体积，拥有这种特殊设计的反射式X射线源也被称作“旋转靶X射线源”；透射式X射线源的阳极靶是很薄的一层薄膜，靶面与入射电子束垂直，可以获得更小的焦点尺寸和更大的辐射角度。

公开号为CN109473329A的实用新型专利公开了一种透射式X射线源，包括：阴极、电子束汇聚装置和透射式阳极靶，该X射线源为典型的透射式X射线源，电子束被聚焦后轰击衬底上结构区域产生X射线，X射线穿透衬底后通过X射线窗口。同现有的采用金属薄膜作为靶材的透射式X射线源一样，其靶材固定，电子束轰击靶面上固定的局部区域，致使有效散热体积小，透射靶微焦点X射线源的亮度较低、X射线通量低，对于高分辨成像需要较长的时间对样品进行曝光以获得足够的图像信噪比，一次高分辨三维扫描成像可能需要几小时甚至十几小时，曝光时间长，成像效率低。

公开号为CN106981409A的实用新型专利公开了一种反射式X射线源装置，包括三极式X射线源、真空腔、真空泵机组、阳极高压电源、栅极高压及脉冲驱动单元、真空环境监测单元和控制平台，三极式X射线源设置于真空腔内。该X射线源的电子束功率与聚焦电子束的焦点尺寸正相关，即功率越大，焦点尺寸越大。该反射式X射线源的最佳分辨率一般大于5μm，分辨率低，X射线源焦点尺寸大、X射线发射角度小。

公开号为CN211720806U的实用新型专利公开了一种旋转式X射线透射阳极靶，包括真空腔体、旋转靶和轴承组件；从加速器中输出的电子束沿着真空腔体的束流管道轰击旋转靶靶面外缘，部分能量转换为X射线经真空腔体上的透射窗出射到工作区域，且通过旋转靶的高速旋转使得剩余能量以热量的形式沉积到旋转靶外缘上的一条环形区域。该专利中涉及几种旋转式X射线透射转换靶，当阳极靶转轴与电子束系统同侧排布时，驱动转子的电磁线圈产生的磁场会对电子束轨迹产生影响，系统的稳定性较差；当阳极靶转轴与电子束系统对侧排布时，驱动阳极靶旋转的组件会限制X射线窗口贴近样品，造成不必要的X射线强度衰减，对最终的成像质量和成像效率都会产生负面影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种旋转透射靶微焦点X射线源，现有的X射线源具有以下问题，透射式X射线源功率低、X射线通量低、成像时间长、成像效率低；反射式X射线源焦点尺寸大、X射线发射角度小、成像分辨率低、图像质量差；驱动转子的电磁线圈产生的磁场对电子束轨迹产生影响，系统的稳定性较差，X射线强度衰减。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种旋转透射靶微焦点X射线源，包括腔体，在所述腔体内安装有电子束系统、旋转阳极靶系统和冷却系统，所述电子束系统与旋转阳极靶系统中的阳极靶转轴同侧排布设置，所述旋转阳极靶系统中的电机通过锥齿轮传动装置驱动阳极靶旋转，所述电子束系统发射的电子束垂直轰击旋转的阳极靶的金属靶材，所述冷却系统用于冷却所述阳极靶；