椭球型单毛细管X光透镜内表面形貌检测系统的制作方法

本发明涉及光学检测系统领域，尤其是椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌检测系统。

背景技术：

目前主要采用测径仪表征透镜内表面形貌。利用测径仪结合步进电机获得透镜外直径，进而得到透镜的外形曲线。最后利用透镜内径和外径的比例得出透镜内径曲线，采用内径曲线表征透镜内表面形貌。利用测径仪方法表征透镜的内部形貌是一种间接的方法。因为透镜的内外径比例并不是严格不变的，因此这种方法只能反映出透镜内部形貌变化的大致趋势，并不能准确的刻画透镜内部形貌。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的利用测径仪表征透镜内部形貌的不足，本发明提供了一种椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌检测系统，利用x射线在光滑表面发生全反射原理，通过ccd接收到的反射光斑，与其他间接测试方法相比，能够直接观测椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌，进而为透镜的制造以及性能改进提供依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌检测系统，包括x射线光源、锥形光束、遮光器、中心阻挡器、椭球型单毛细管x光透镜、焦斑和ccd，所述x射线光源位于椭球型单毛细管x光透镜的前焦点处，遮光器和中心阻挡器位于x射线光源和椭球型单毛细管x光透镜之间，x射线光源发出锥形光束，锥形光束经过遮光器、中心阻挡器、椭球型单毛细管x光透镜后射入ccd。

具体地，所述椭球型单毛细管x光透镜是由硅酸盐玻璃拉制的中空单玻璃管，内径为50-2000微米，长度为20-200毫米，椭球型单毛细管x光透镜沿长度的外形母线为椭圆形，内部中空部分外形母线也为椭圆形，母线的径向变化对于椭球型单毛细管x光透镜的中心轴线是对称的，椭球型单毛细管x光透镜的入口半径大于出口，椭球型单毛细管x光透镜有两个焦点，前焦点位于入口端之前，后焦点位于出口端之后，并且前焦点与后焦点均在椭球型单毛细管x光透镜的中轴线上x射线光源位于椭球型单毛细管x光透镜的前焦点。

具体地，所述x射线光源的中心、中心阻挡器的中心、遮光器的中心、椭球型单毛细管x光透镜的中心线、ccd的中心位于同一直线。

具体地，所述中心阻挡器和遮光器的小孔直径小于椭球型单毛细管x光透镜的入口直径。

具体地，所述遮光器为金属环，遮光器的材质为钨或金或铂。

具体地，所述中心阻挡器为金属球，中心阻挡器的材质为钨或金或铂。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌检测系统，利用x射线在光滑表面发生全反射原理，通过ccd接收到的反射光斑，与其他间接测试方法相比，能够直接观测椭球型单毛细管x光透镜内表面形貌，进而为透镜的制造以及性能改进提供依据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的示意图；

图2是本发明的单毛细管x光透镜示意图；

图3是本发明的示意图；

图中1.x射线光源，2.锥形光束，3.遮光器，4.中心阻挡器,5.椭球型单毛细管x光透镜，6.焦斑，7.ccd。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1是本发明的示意图，图2是本发明的单毛细管x光透镜示意图，图3是本发明的示意图。

x射线光源1发出x射线，x射线经过遮光器3、中心阻挡器4形成锥形光束2，锥形光束2经过椭球型单毛细管x光透镜5后射入ccd7。

ｘ射线光源1位于椭球型单毛细管ｘ光透镜5的前焦点处，中心阻挡器4和遮光器3位于ｘ射线光源1和椭球型单毛细管ｘ光透镜5之间。由ｘ射线光源1发出的发散x射线先经过由中心阻挡器4和遮光器3所组成的遮光系统。经过遮光系统后,由x射线发出的发散光变成薄薄的入射空心锥形光束2，入射空心锥形光束2经过椭球型单毛细管ｘ光透镜5内表面全反射后，形成新的出射锥形光束2。出射锥形光束2是发生全反射处透镜形状映射，新锥形光束2的形状由之后的ccd7获得。调整中心阻挡器4和遮光器3的位置，可以使入射锥形光束2扫描整个椭球型单毛细管ｘ光透镜5表面，进而获得透镜内表面全貌。

椭球型单毛细管ｘ光透镜5是由硅酸盐玻璃拉制中空单玻璃管，内径一般范围为50-2000微米，长度范围一般为20-200毫米。椭球型单毛细管ｘ光透镜5沿长度的外形母线为椭圆形，内部中空部分外形母线也椭圆形，椭球型单毛细管ｘ光透镜5的母线的径向变化对于椭球型单毛细管ｘ光透镜5的中心轴线是对称的。一般椭球型单毛细管ｘ光透镜5的入口半径大于出口。椭球型单毛细管ｘ光透镜5有两个焦点，前焦点位于透镜入口端之前，后焦点位于椭球型单毛细管ｘ光透镜5出口端之后，并且前焦点与后焦点均在椭球型单毛细管ｘ光透镜5的中轴线上。x射线光源1位于椭球型单毛细管ｘ光透镜5的前焦点，x射线光源1发出的发散x射线，入射到椭球型单毛细管ｘ光透镜5内表面，在此经过全反射，改变射线方向，最后射线都会聚在椭球型单毛细管ｘ光透镜5后焦点出。椭球型单毛细管ｘ光透镜5具有几十到几百的放大倍数。

中心阻挡器4和遮光器3的尺寸与椭球型单毛细管ｘ光透镜5的长度，前焦距，入口直径，出口直径，后焦距等参数有关。因此，对于不同的椭球型单毛细管ｘ光透镜5，中心阻挡器4和遮光器3的尺寸也不相同。

椭球型单毛细管ｘ光透镜5尺寸设计满足入射x射线与透镜内壁夹角小于入射x射线全反射临界角；

ｘ射线光源1中心，中心阻挡器4中心，遮光器3中心，椭球型单毛细管ｘ光透镜5中心线以及ccd7探测器中心位于同一直线；

中心阻挡器4和遮光器3小孔直径小于椭球型单毛细管ｘ光透镜5入口直径；

椭球型单毛细管ｘ光透镜5制作材料是硅酸盐玻璃或铅玻璃；

中心阻挡器4和遮光器3材料应为钨、金、铂等吸收系数较大材料。

由x射线光源1所发出x射线，经过遮光器3和中心阻挡器4的遮挡，形成极薄的入射空心锥形光束2，入射空心锥形光束2能够扫描椭球型单毛细管ｘ光透镜5某一截面，x射线全反射后聚焦在椭球型单毛细管ｘ光透镜5的后焦点，形成焦斑6和出射锥形光束2，出射锥形光束2截面形状由ccd7所记录。移动遮光器3和中心阻挡器4可以使入射锥形光束2扫描整个椭球型单毛细管ｘ光透镜5内表面，经过几何计算便可获得椭球型单毛细管ｘ光透镜5内表面形貌。

如附图2所示，和分别为椭球型单毛细管ｘ光透镜5的前焦点和后焦点，和分别为椭球型单毛细管ｘ光透镜5入口直径和出口直径，和是椭球型单毛细管ｘ光透镜5前焦距和后焦距（即为椭球型单毛细管ｘ光透镜5工作距离），l是椭球型单毛细管ｘ光透镜5长度。椭球型单毛细管ｘ光透镜5母管切面外形曲线为椭圆，a和b分别为母管切面外形曲线的长半轴和短半轴。

如附图3所示，和分别为遮光器3和中心阻挡器4到x射线光源1之间的距离。为光束扫描位置到x射线光源1之间的位置，为出口焦斑6到ccd7探测器之间的距离。和分别为遮光器3和中心阻挡器4直径。根据以上参数经过计算可以求得ccd7所成图像和椭球型单毛细管ｘ光透镜5光束扫描出图形之间比例，进而可以获得椭球型单毛细管ｘ光透镜5内表面形貌。和分别为遮光器3和中心阻挡器4直径取值范围为：

下面给出光束可调节x射线聚焦系统的实例：x射线光源1可采用焦斑尺寸为80微米的cu靶光源，椭球型单毛细管ｘ光透镜5前焦距10cm，入口直径600微米，长度l8cm，出口直径360微米，后焦距2cm。和分别为遮光器3和中心阻挡器4直径180和200微米。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。