一种多毛细管光学器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及X射线应用技术领域，尤其是涉及一种多毛细管光学器件。
【背景技术】
[0002]上世纪80年代，我国科学家和前苏联的科学家使用多毛细管平行光束在同步辐射X射线衍射分析上，进行了开拓性的工作。由于X射线的不可聚焦的特性，X射线衍射分析所必须的平行束通常采用小的索拉狭缝。但传统的索拉狭缝只能在垂直于狭缝的一个方向对光有限制作用，这使线光源作为光源的装置中入射光强和衍射光强都受到很大损失。
[0003]图1示出了传统索拉狭缝针对线光源的光路示意图，其中，图1的(a)是正视图，(b)是从左边观察索拉狭缝的侧视图，(C)是俯视图。图1所示的传统的索拉狭缝是由一组等间距相互平行的薄金属片组成的衍射器件。图1的(a)中的矩形即表示薄金属片，由线光源10出射的光经索拉狭缝20后发出平行光束，最终到达样品30。图1的(b)中，中间的黑色矩形表示线光源。竖直的五根竖线是平行等距排列的金属片，即表示索拉狭缝。图1的(C)中，左端的实体矩形表示线光源。中间的5根横线表示5个平行等距排列的金属片，即索拉狭缝。
[0004]由于传统的索拉狭缝是由一系列相同的矩形金属片平行排列组成，所以对于线光源发出的线光只能在垂直于金属面的一个方向有限制作用，导致光损失比较大，因而会影响在样品上成像的分辨率。
[0005]因此，如何减少入射光的损失，提升分辨率，是一个有待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]鉴于此，本实用新型提供一种多毛细管光学器件，以解决现有技术存在的一个或多个问题。
[0007]本实用新型的技术方案为:
[0008]—种多毛细管光学器件，该光学器件包括多根毛细管组成的管束，所述管束的入口端为与线光源的形状对应的长方形，用于接收线光源发出的X射线，所述管束的出口端也为长方形，出口端处长方形的长边和宽边分别平行于入口端处长方形的长边和宽边，并且，出口端处长方形的宽大于入口端处长方形的宽。
[0009]优选地，出口端处长方形的长度与入口端处长方形的长度相同。
[0010]优选地，所述出口端的长方形与所述入口端的长方形同轴。
[0011]优选地，多毛细管透镜中的毛细管是直径为0.1-10μπι的玻璃管。
[0012]优选的，所述管束的多毛细管在出口端处相互平行地水平排布，使得从所述入口端入射的X射线从所述出口端平行出射。
[0013]本实用新型中提出的多毛细管光学器件(如多毛细管透镜)可代替传统的索拉狭缝，它将线光源出来的光有效收集，从而可在两个方向对入射光进行限制，减少了衍射光强和入射光强的损失。本实用新型的针对线光源所设计的矩形截面的多毛细管透镜，可以看作一种新型的索拉狭缝。
[0014]本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
[0015]本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]图1是传统的索拉狭缝针对线光源的光路示意图，其中，图1的(a)是正面视图，(b)是从左边观察索拉狭缝的侧视图，(C)是俯视图。
[0018]图2是本实用新型中多毛细管透镜针对线光源的光路示意图，其中，(a)为光路的正面视图，(b)为从左边观察时的侧视图，(C)为俯视图。
[0019]图3是本实用新型中多毛细管管束的沿入口端截取的横截面图。
【具体实施方式】
[0020]下面，对本实用新型的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。
[0021]在本实用新型中，针对线光源的特点设计出矩形截面的多毛细管光学器件，以该多毛细管光学器件代替传统的索拉狭缝。换言之，本实用新型提供一种基于多毛细管原理制成的新型索拉狭缝，以提高线光源在X射线衍射分析中的利用率。
[0022]图2是本实用新型中多毛细管光学器件针对线光源的光路示意图，其中，(a)为光路的正面视图，(b)为从左边观察时的侧视图，(C)为俯视图。
[0023]本实用新型中，多毛细管光学器件例如可为多毛细管透镜，该多毛细管透镜包括多根毛细管组成的管束，多毛细管透镜(管束)的入口端为与线光源的形状对应的长方形，用于接收线光源发出的X射线，多毛细管透镜的出口端也为长方形，出口端处长方形的长边和宽边分别平行于入口端处长方形的长边和宽边，并且，出口端处长方形的宽相比于入口端处的宽变大。下面进行更详细地描述。
[0024]以全反射为基础的单根毛细管是管径很细且内壁非常光滑的玻璃管，通常是0.1-ΙΟμπι。当X射线以小于玻璃外全反射角的入射时，就会发生X射线的外全反射。物质的X射线全反射角通常都很小，要想通过反射改变X射线的传输方向，就需要多次外全反射，这就是毛细管传导X射线的原理。
[0025]本实用新型的实施例中，可使用几十万到多达上百万条毛细管形成的管束，从而构成多毛细管光学器件，仍以全反射为基础，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，也可以一定的曲率半径进行传导。
[0026]参照图2，由线光源100出射的光，被新型的索拉狭缝(即多毛细管形成的管束)200在入口端收集并传导到出口端，出射出平行束光，最终到达样品300表面。新型索拉狭缝左端为入口端，右端为出口端。入口端和出口端的横截面，也即多毛细管形成的管束的横截面，均设计成为长方形。优选地，出口端的长方形与入口端的长方形同轴。尤其入口端的尺寸，可以根据线光源的尺寸做相应的变化。出口端和入口端对应的两个长方形宽度不等，这两个长方形的长度可以相等。在一个实施方式中，每根毛细管是等粗细的，即每根毛细管的入射端和出射端粗度相等，多根毛细管在入口端和出口端排布的密度不同，导致出口端和入口端管束的长方形横截面大小不同。图2的(b)中，中间的长方形表示多跟毛细管组成的管束的入口端轮廓，最外面的的长方形表示管束的出口端轮廓。图2的(c)中示出了多毛细管光学器件的对应光路的俯视图，图中，中间的长方形是多毛细管管束的俯视图。可以通过使毛细管适当弯曲来得到图2中所示的管束。
[0027]如图3所示为多毛细管形成的管束的沿入口端截取的截面图。图3所示的毛细管仅为示意，而并不限于所示的数量，多毛细管束是由成千上万根平行的单根毛细管复合而成的，并排列成长方形形状。
[0028]为了使得线光源发出的X射线经多毛细管透镜后平行到达样品，多毛细管透镜的出口端处的多毛细管相互平行地水平排布，从而从入口端入射的X射线从出口端平行出射。
[0029]本实用新型中，用多毛细管光学器件代替索拉狭缝，就能在两个方向上对入射光有限制作用，该器件能对这时照射到样品上的仍然是一束平行X光。
[0030]也就是说，本实用新型的多毛细管光学器件将线光源出来的光有效收集，从而可在两个方向对入射光进行限制，减少了衍射光强和入射光强的损失。
[0031]需要说明的是，上述实施例仅为说明本实用新型而非限制本实用新型的专利范围，任何基于本实用新型的等同变换技术，均应在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种多毛细管光学器件，其特征在于，该光学器件包括多根毛细管组成的管束，所述管束的入口端为与线光源的形状对应的长方形，用于接收线光源发出的X射线，所述管束的出口端也为长方形，出口端处长方形的长边和宽边分别平行于入口端处长方形的长边和宽边，并且，出口端处长方形的宽大于入口端处长方形的宽。2.根据权利要求1所述的多毛细管光学器件，其特征在于，出口端处长方形的长度与入口端处长方形的长度相同。3.根据权利要求1所述的多毛细管光学器件，其特征在于，所述出口端的长方形与所述入口端的长方形同轴。4.根据权利要求1所述的多毛细管光学器件，其特征在于，所述管束中的毛细管是直径为0.1-10μπι的玻璃管。5.根据权利要求1所述的多毛细管光学器件，其特征在于，所述管束的多毛细管在出口端处相互平行地水平排布，使得从所述入口端入射的X射线从所述出口端平行出射。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多毛细管光学器件，该光学器件包括多根毛细管组成的管束，所述管束的入口端为与线光源的形状对应的长方形，用于接收线光源发出的X射线，所述管束的出口端也为长方形，出口端处长方形的长边和宽边分别平行于入口端处长方形的长边和宽边，并且，出口端处长方形的宽大于入口端处长方形的宽。该光学器件相当于索拉狭缝，并且能够在两个垂直方向上对入射光进行限制。
【IPC分类】G02B27/09
【公开号】CN205176390
【申请号】CN201521028613
【发明人】韩悦, 张爽, 易龙涛, 秦敏, 王锴, 刘志国
【申请人】北京师范大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月10日