一种多毛细管x射线平行束光学器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于X射线应用技术领域，特别是涉及一种组合式多毛细管X射线平行束光学器件。
【背景技术】
[0002]X射线是一种短波长、高能量的电磁波，具有很强的穿透能力，在物理学、生物学、化学、医学、材料科学、环境科学、考古等领域有着广泛的应用。但由于X射线特殊光学性质，在20世纪80年代末以前一直无法改变它的传播方向。在实验室条件下，只能通过添加索拉狭缝等准直器件得到准平行的X射线光束。20世纪80年代末期，前苏联科学家库马霍夫教授提出使用大量中空玻璃毛细导管组成光学器件，它可以按照人们的要求大角度宽波段调控X射线的传播方向。这种器件被称为多毛细管X射线透镜。该项技术是人类历史上首次获得的宽波段大功率X射线调控手段，为发展和推广X射线的应用提供了一种新的机遇，毛细管X射线光学也成为发展最快的X射线光学技术之一。
[0003]多毛细管光学器件是以全反射为基础，X射线在空心毛细管内，进行多次的反射，起到波导的作用，既可以直线传输，也可以按一定的曲率半径进行传导。可使用多达几十万到上百万条毛细管集成从而构成多毛细管光学器件，常用的多毛细管光学器件主要有两种:一种是点入射而面出射型，目的是获得平行光束的X射线，主要用于X射线衍射仪等；另一种是点入射同时点出射型，目的是获得微小焦点X射线束斑，主要用于X射线荧光光谱仪等。
[0004]现有可实现X射线准直的器件主要是为索拉狭缝等传统器件或者平行束X射线透镜。上述X射线光学器件并不能改变X射线传播方向，准直后的X射线然在原传播路径方向上传播。对于一些特殊场合，如需改变X射线传播方向的地方，传统器件无法实现。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的在于提供一种组合式多毛细管X射线平行束光学器件，能够对X射线进行准直，而且可以在准直X射线光束的同时改变X射线光束的传播方向。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种多毛细管X射线平行束光学器件，该光学器件包括多根平行排列的复合子管组成的管束，所述复合子管包括多根紧密排列的单通道毛细子管，该单通道毛细子管内壁构成反射面，其中每根复合子管中包含的单通道毛细子管的数目相同。
[0007]优选地，所述复合子管数量为7-127根，每根复合子管包括500-2000根单通道毛细子管O
[0008]优选地，所述单通道毛细子管的垂直于中轴线的横截面为圆形，所述单通道毛细子管为玻璃材料。
[0009 ] 优选地，所述单通道毛细子管的直径范围为15-40um。
[0010]优选地，所述复合子管以相同的曲率弯曲。
[0011]优选地，所述复合子管的垂直于中轴线的横截面为正六边形。
[0012]优选地，该正六边形的边长范围为0.369-0.566mm。
[0013]优选地，该光学器件两端直径相等。
[0014]优选地，所述光学器件的垂直于中轴线的横截面为正六边形。
[0015]优选地，所述复合子管的垂直于中轴线的横截面为边长为0.566mm的正六边形，复合子管包括631根单通道毛细子管，所述该光学器件包括61根复合子管，该光学器件的边长为4.9mmο
[0016]本实用新型的优点和有益效果在于:本实用新型的组合式多毛细管X射线平行束光学器件，主要包括多个平行排列的复合子管，每个复合子管又由大量平行排列的单通道毛细子管构成。该单通道毛细子管内壁构成反射面，X射线由平行束器件一端入射经过反射面时发生全反射，由另一端输出X射线。平行束器件中的所有复合子管按照相同的曲率弯曲，从而改变X射线的传播方向，并保证出射X射线为准平行的，相对于传统的准直器件传输效率明显提高，且在准直的同时能够改变传播方向。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；以及
[0019]图2为该光学器件的垂直于中轴线的横截面示意图；以及
[0020]图3为复合子管的垂直于中轴线的横截面示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0022]如图1、2和图3所示，本实用新型的组合式多毛细管X射线平行束光学器件，主要包括多个平行排列的复合子管I，每个复合子管I又由大量平行排列的单通道毛细子管11构成。该单通道毛细子管11内壁构成反射面，X射线由平行束器件一端入射经过反射面时发生全反射，由另一端输出X射线。平行束器件中的所有复合子管I能够按照相同的曲率弯曲，从而可以改变X射线的传播方向，并保证出射X射线为准平行的。
[0023]图2给出了该光学器件的垂直于中轴线的横截面示意图。平行束器件的垂直于中轴线的横截面的外形是正六边形，每根复合子管I的垂直于中轴线的横截面外形也是正六边形。定义平行束器件横截面对应的六边形对棱距离为平行束器件的直径，则平行束器件的入口直径Din等于出口直径Dciutt3复合子管I紧密排列在一起，如果把中间一根复合子管I所在的层数定义为1，则从内向外各层上的复合子管I的数目为6(n-l)，其中η(η>1)为层数。所有复合子管I的长度和横截面边长均相等。
[0024]图3给出了复合子管的垂直于中轴线的横截面示意图。复合子管I的垂直于中轴线的横截面的外形是正六边形，每根单通道毛细子管11的垂直于中轴线的横截面外形为圆形。单通道毛细子管11紧密排列在一起，如果把中间一根单通道毛细子管11所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单通道毛细子管的数目为6(n-l)，其中η(η>1)为层数。所有单通道毛细子管11的内径和外径大小分别相等。
[0025]上述复合子管I数量可以是7个，也可以是127个，也可以是两者之间的任何一个值，每个复合子管I按照相同的曲率弯曲，X射线经过该复合子管I能够改变X射线的传播方向。
[0026]单通道毛细子管11为玻璃材料，利用玻璃材料的光滑特性，保证了X射线在平行束器件中的传输效率，减少X射线在传输过程中的光强损失。
[0027]上述每一个复合子管I包括单通道毛细子管11的数量可以是500个，也可以是2000个，当然也可以是两者之间的任何一个值，优选地是631个单通道毛细子管11。
[0028]单通道毛细子管11的垂直于中轴线的横截面为圆形，其直径可以是15um，也可以是40um，也可以是两者之间的任何个值，优选地是33.8um。
[0029]复合子管I的沿垂直于中轴线的横截面为正六边形，该正六边形的边长可以是
0.369mm，也可以是0.566mm，当然两者之间的任何一个值也可以，优选地是0.566mm，此时复合子管I包括631个单通道毛细子管11。
[0030]该光学器件包括61个复合子管I，该光学器件的垂直于中心的截面为正六边形，其边长为4.9mm，此时复合子管I的垂直于中轴线的横截面为边长为0.566mm的正六边形，复合子管包括631根单通道毛细子管11。
[0031]以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:该光学器件包括多根平行排列的复合子管(I)组成的管束，所述复合子管(I)包括多根紧密排列的单通道毛细子管(II)，该单通道毛细子管(11)内壁构成反射面，其中每根复合子管(I)中包含的单通道毛细子管(11)的数目相同。2.根据权利要求1所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述复合子管(I)数量为7-127根，每根复合子管(I)包括500-2000根单通道毛细子管(11)。3.根据权利要求1所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述单通道毛细子管(11)的垂直于中轴线的横截面为圆形，所述单通道毛细子管(11)为玻璃材料。4.根据权利要求3所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述单通道毛细子管(11)的直径范围为15-40um。5.根据权利要求1-4任一项所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述复合子管(I)以相同的曲率弯曲。6.根据权利要求5所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述复合子管(I)的垂直于中轴线的横截面为正六边形。7.根据权利要求6所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:该正六边形的边长范围为0.369-0.566mm。8.根据权利要求7所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:该光学器件两端直径相等。9.根据权利要求1-4、6-8任一项所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述光学器件的垂直于中轴线的横截面为正六边形。10.根据权利要求9所述的多毛细管X射线平行束光学器件，其特征在于:所述复合子管(I)的垂直于中轴线的横截面为边长为0.566mm的正六边形，复合子管(I)包括631根单通道毛细子管(11)，所述该光学器件包括61根复合子管(I)，该光学器件的边长为4.9_。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多毛细管X射线平行束光学器件，该光学器件包括多根平行排列的复合子管(1)组成的管束，所述复合子管(1)包括多根紧密排列的单通道毛细子管，该单通道毛细子管内壁构成反射面，其中每根复合子管(1)中包含的单通道毛细子管的数目相同。本实用新型传输效率提高较多，在能够对X射线进行准直的同时也能够改变X射线的传播方向。
【IPC分类】G21K1/02, G21K1/06
【公开号】CN205230610
【申请号】CN201521028881
【发明人】易龙涛, 王锴, 秦敏, 刘志国
【申请人】北京师范大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月10日