[发明专利]使用纳米电场发射器的微聚焦X射线管

说明书

本发明公开一种微聚焦X射线管。具体地，微聚焦X射线管具有粘合结构，其中通过使用具有优异特性的纳米电场发射器来堆叠陶瓷和没有排气管的金属。

技术领域

本发明涉及一种微聚焦X射线管，更具体地，涉及一种与具有异质材料粘合在一起的结构的微聚焦X射线管相关的装置及方法。

背景技术

通常，X射线成像方法是一种在不破坏微结构元件和部件的情况下进行精确检查的方法。X射线成像方法使用当以极小尺寸聚焦的电子束撞击金属阳极靶时产生的制动辐射X射线。在这种情况下，为了观察内部微观结构，需要获得已通过元件和部件的X射线的放大阴影图像，并且当使用数字X射线图像检测器(Digital X-ray Image Detector)时，由于像素尺寸缩小的限制，需要适当的图像放大过程。

换言之，在X射线成像方法中，随着数字X射线图像检测器与X射线源之间的距离增加，影子图像可以被放大，但这会导致X射线量与距离的平方成反比减少的问题。因此，为了获得图像放大率和X射线量，将对象放置得更靠近X射线源，即阳极靶的电子束聚焦点更有利。

然而，由于阳极靶的电压相对于发射电子束的阴极电极的电压高几十至几百kV，因此当阴极接地时阳极电极变为高电压，因此，由于绝缘等问题，难以将对象与阳极靶相邻。因此，就算将阳极电极接地的负电源阴极结构或阳极为正电源，只要是对象接触的地方都需要接地的窗口结构。具有这种结构的X射线管如图1所示。

具体地，典型的X射线管可以具有接地到正电源阳极的窗口结构，通过将玻璃管和金属电极粘合制成真空容器，使用排气管排出内部气体，并且真空容器可以被密封以形成X射线管。在这种情况下，金属头部可以耦合到熔化并熔接至玻璃灯泡的金属环，电子枪的每个电极可以通过熔化并熔接到玻璃的杆结构连接到X射线管的外部。在这种情况下，当使用纳米电场发射器作为电子枪的电子源时，如果用玻璃管绝缘结构的排气管法制造真空X射线管，则难以获得良好的质量特性。

发明内容

解决问题的技术方法

本发明提供一种具有纳米电场发射器的微聚焦X射线管的结构，其中所述纳米电场发射器通过堆叠陶瓷绝缘体和金属电极的方法来实现。

本发明提供一种微聚焦X射线管的结构，其通过真空钎焊通过直接使用陶瓷绝缘体而不使用排气管在高温下进行粘合。

本发明提供一种微聚焦X射线管的结构，其用于通过使用正极阳极和接地到微聚焦X射线的头部的窗口的电极来最小化对象与生成X射线的靶的位置之间的距离。

解决问题的技术方法

根据本发明一实施例的微聚焦X射线管可以包括：头部，其材料为金属；陶瓷绝缘管，其在高温下粘合到所述头部的一面；电子枪，其粘合到所述头部的侧面并具有纳米电场发射器；阳极，其位于由在高温下粘合的所述头部和所述陶瓷绝缘管形成的内部空间中；以及板状靶，其安装在所述阳极上。

根据本发明实施例的头部接地至薄板(片材)形状的窗口，所述片材形状的窗口被配置为可以向微聚焦X射线管的外部发射由从所述电子枪发射的电子束产生的X射线。

根据本发明实施例的头部形成为插入管结构，所述插入管结构包括在所述头部的一面中的凹刻槽，并且，所述插入管结构可以插入到所述陶瓷绝缘管的内部并通过绝缘管对齐引导件与所述陶瓷绝缘管隔开设置。

根据本发明实施例的头部通过电子枪粘合环粘合到所述电子枪的绝缘陶瓷，并且，所述电子枪的位置可以由形成在所述头部的侧面的电子枪引导件对齐。

根据本发明实施例的陶瓷绝缘管通过阳极连接环粘合到所述阳极，并且，所述陶瓷绝缘管的位置可以由形成在所述阳极连接环的绝缘管引导件对齐。

根据本发明实施例的电子枪可以包括：阴极电极，其耦合到形成有所述纳米电场发射器的阴极板；栅极电极，其耦合到栅极板；以及聚焦电极，其耦合到聚焦板。