專利名稱：X射線微探針的激光定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種X射線微束的定位裝置，具體地說，是X射線微探針裝置的組成部分，它是將可見的激光束與不可見的X射線束以同一光束線穿過準直器并射向樣品，從而，借助觀測激光束斑的位置來測定X射線微束轟擊樣品上的位置。
為了對樣品中微小區域進行成份分析，出現了一些微探針技術，其中基于X射線熒光分析(XRF)技術的X射線探針，由于它能夠在大氣中工作，制樣要求簡單，能夠提供樣品深部信息等優點，因此X射線探針在地質、生物、微電子、考古、工藝品檢驗等領域中獲得廣泛地應用，隨著新型的高亮度同步輻射光源出現，X射線微探針以其卓越的空間分辨率和元素檢測限，成為非常重要的微探針技術。
但是由于X射線照射在樣品上一般并不產生可見的光斑，因此，精確的微束定位是X射線微探針應用的技術難點。為了測量X射線微束的束斑大小和位置，Nicholc M.C采用束流剖面器，(參見“Advances in X-Ray Analyes,Vol.30(1987),45”)，樂安全等則采用來回移動熒光玻璃和被測樣品的方法，(參見“光譜學與光譜分析”Vol.13(3)(1993),79而朱節清等卻采用來回移動顯微鏡的反射鏡和微束準直器的方法(參見CN1110405A,(1995),GOIN 23/223)。這些束斑定位方法都將觀測束斑和觀察樣品分成二步，它們不僅操作麻煩，而且顯微鏡和反射鏡角度或位置的微小變化都會引起X射線微束束斑定位觀測的嚴重誤差。
本實用新型的目的是提供一種新的X射線微束的定位裝置，將可見激光束與不可見的X射線束以同一光束線穿過準直器，并且射向樣品，通過觀測激光束斑的位置，便能夠直接而精確地測定X射線微束轟擊在樣品上的位置。這種激光束定位裝置適用于由X射線管或同步輻射光源作為初級輻射的X射線微探針。
本實用新型是這樣實現的，包括設有通道孔的X射線通道座和設有準直通孔的準直器，初級X射線束經該通道孔進入準直通孔后形成X射線微束，并沿光束線的方向射向樣品的表面，其特點是有一與該X射線通道座成傾斜吻合的激光燈管座，并在該燈管座上設一連通X射線通道座上的通道孔和準直器上的準直通孔的通道孔，和一與燈管座上的該通道孔垂直貫通的另一通道孔，并設一與該燈管座上二通道孔分別成45°傾斜的激光反射鏡，使該初級X射線束自X射線座上的通道孔穿過該反射鏡，經該燈管座上的該另一通道孔進入準直器上的準直通孔；有一激光燈管產生激光束經該燈管座上的該通道孔射至該反射鏡后，經90°反射進入該燈管座上的該另一通道孔，再經準直器上的準直通孔后形成激光微束，并沿光線束方向射向樣品表面形成可見光斑，該光斑位置借由一安裝在視角方向的顯微鏡經另一反射鏡測定。
進一步，本實用新型的準直器包括上準直孔和下準直孔，它們形成準直通孔，該準直通孔的長度以上、下準直孔的孔徑的20倍以上為最佳，并要求上、下準直孔的孔板厚度要足以吸收初級X射線。
本實用新型的反射鏡是一在光線束方向上設有通孔的薄鏡片，其安裝在顯微鏡反射鏡座的斜面上，或其是一由顯微鏡反射鏡座的斜面鍍鉻后拋光成的鏡面。
本實用新型的X射線通道座上設有一遮擋該通道孔的X射線光閘，以便在不測量時可以將初級X射線擋住，保證人身安全。
最后，本實用新型的激光燈管座的前部和后部設有微調該激光燈管的位置和方向的支頭螺絲。
本實用新型的優點是1、操作簡便；2、測量精度高；3、易于實施。
本實用新型的附圖簡單說明如下
圖1是本實用新型的結構剖視示意圖。
圖2是本實用新型中的準直器6的結構剖視示意圖。
下面根據圖1和圖2給出本實用新型一個較好的實施例，并予以詳細描述，以便進一步提供本實用新型的技術細節。
圖1中，一束激光2通過激光燈管座4內的通道孔41射向45°傾斜的反射鏡9，產生90°反射的激光束21，通過激光燈管座4內的另一個垂直方向的通道孔42射向準直器6。穿過準直通孔61的激光微束22，通過顯微鏡反射鏡座7內的通道孔71后，以光束線11的方向射向樣品12，在樣品12的表面產生一個可見的激光光斑。使用安裝在視角方向13的顯微鏡，可以經過反射鏡10觀測到樣品表面的激光光斑。一束初級X射線1通過X射線通道座5內的通道孔51射向45°傾斜的激光反射鏡9，選擇反射鏡9的材料和厚度，使它對初級X射線1并無嚴重吸收。透過反射鏡9的X射線束，通過激光燈管座4的垂直通道孔42射向準直器6。穿過準直通孔61的X射線微束1′，通過顯微鏡反射鏡座7內的通道孔71后，與激光微束22一起以光束線11的方向射向樣品12,X射線微束1′轟擊在與激光光斑重合的樣品12表面上，從而實現可以直接觀測不可見的X射線微束1′的位置。
激光反射鏡9既要全反射激光束2，又要對初級X射線束1不產生嚴重吸收，反射鏡9的材料要能夠承受高劑量X射線的照射，并且有比較好的導熱和散熱作用。選擇反射鏡9的一個例子是在0.1毫米厚的玻璃片上用真空鍍膜技術鍍一層鋁膜，膜的厚度約200埃，鍍膜的一面朝向激光燈管座4的斜面。激光燈管座4和X射線通道座5的材料可選用黃銅。使用這個例子的反射鏡9，將使能量10Kev以上的初級X射線透過率達60％以上。
為了提高穿過準直器6以后的微束X射線的準直度，準直器6可以采用上下準直孔的結構，圖2是這種準直器的一個例子。X射線微束1′和激光微束22的束斑直徑由上準直孔15和下準直孔16的孔徑限定。如果準直器6的材料選用黃銅，對于能量60Kev以下的初級X射線，上、下準直孔片的厚度選用3毫米就足夠了，為了保證優良的準直度，上、下二個準直孔15、16之間的距離應大于準直孔徑的20倍。嵌在X射線通道座5內的X射線光閘8可以是一片3毫米的黃銅片，當停止測量時，可以用它將初級X射線束1擋住，確保人身安全。顯微鏡反射鏡座7可以用任何材料制成，也可以用黃銅。用于反射顯微鏡視角的45°反射鏡10，可以用一片薄鏡子，在其中央打一個通道孔101，讓穿過準直器6的X射線微束1′和激光微束22通過，反射鏡10上的通道孔101并不影響顯微鏡的觀察。如果反射鏡座7用黃銅制成，可以將其45°斜面經過鍍鉻后拋光成反射鏡面10。
激光燈管座4的內徑大于激光燈管3的外徑，激光燈管3由擰在激光燈管座4壁上的前面4個支頭螺絲和后面4個支頭螺絲(八個支頭螺絲均未畫出)支撐柱，調節這些支頭螺絲可以微調節激光燈管3射出的初級激光束2的方向和位置，使它經過反射鏡9反射后能夠與透過反射鏡9的X射線束保持同一光束線11。
權利要求1.一種X射線微探針的激光定位裝置，包括設有通道孔(51)的X射線通道座(5)和設有準直通孔(61)的準直器(6)，初級X射線束(1)經該通道孔(51)進入準直通孔(61)后形成X射線微束(1′)并沿光束線(11)的方向射向樣品(12)的表面，其特征在于有一與該X射線通道座(5)成傾斜吻合的激光燈管座(4)，并在該燈管座(4)上設一連通該通道孔(51)和準直通孔(61)的通道孔(42)和一與該通道孔(42)垂直貫通的通道孔(41)，并設一與該通道孔(41)和(42)成45°傾斜的激光反射鏡(9)，使該初級X射線束(1)自通道孔(51)穿過該反射鏡(9)經通道孔(42)進入準直通孔(61)；有一激光燈管(3)產生激光束(2)經該通道孔(41)射至該反射鏡(9)后，經90°反射進入該通道孔(42)，再經準直通孔(61)后形成激光微束(22)，并沿光線束方向(11)射向樣品(12)表面形成可見光斑，該光斑位置借由一安裝在視角方向(13)的顯微鏡經另一反射鏡(10)測定。
2.根據權利要求1所述的X射線微探針的激光定位裝置，其特征在于準直器(6)包括上準直孔(15)和下準直孔(16)，它們形成準直通孔(61)，該準直通孔(61)的長度以上、下準直孔(15)、(16)的孔徑的20倍以上為佳。
3.根據權利要求1所述的X射線微探針的激光定位裝置，其特征在于反射鏡(10)是一在光線束方向(11)上設有通孔(101)的薄鏡片，其安裝在顯微鏡反射鏡座(7)的斜面上。
4.根據權利要求1所述的X射線微探針的激光定位裝置，其特征在于反射鏡(10)是一由顯微鏡反射鏡座(7)的斜面鍍鉻后拋光成的鏡面。
5.根據權利要求1所述的X射線微探針的激光定位裝置，其特征在于在該X射線通道座(5)上設有一遮擋該通道孔(51)的X射線光閘(8)。
6.根據權利要求1所述的X射線微探針的激光定位裝置，其特征在于在該激光燈管座(4)的前部和后部設有微調該激光燈管(3)的位置和方向的支頭螺絲。
專利摘要一種X射線微探針的激光定位裝置,是將一束激光經過45°傾斜鏡子反射以后,與透過該反射鏡的初級X射線束一起穿過準直器的通孔,再沿相同光束線方向射到樣品的表面。由于穿過該通孔的激光微束和X射線微束處于同一光束線,可見的激光點能夠指示出不可見的X射線微束的位置。一臺顯微鏡,經過另一面45°傾斜的鏡子,能夠以X射線和激光相同的視角觀察樣品表面,從而精確地測定X射線微束轟擊在樣品上的位置。
文檔編號G01N23/22GK2310319SQ9723539
公開日1999年3月10日 申請日期1997年8月29日 優先權日1997年8月29日
發明者朱節清, 樂安全, 陸榮榮, 吳國棟 申請人:中國科學院上海原子核研究所
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