用于x射線光柵微分相襯成像的x射線源的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，包括環形陰極、陽極靶、電極結構、陰極加熱電源和電極結構電源；環形陰極與陽極靶的靶面相對設置，環形陰極后方設置有對應環形陰極中間位置且與陽極靶的靶面平行的X射線出射窗；陽極靶的靶面與出射X射線的光軸方向垂直；所述電極結構包括陰極套筒和陽極套筒；陽極靶設在所述陽極套筒中；環形陰極設在所述陰極套筒中；陽極靶的靶面上設有由兩種不同材料周期相間組成的陣列結構，兩種不同材料分別采用兩種原子序數差異較大的元素形成的物質。本發明提供一種結構相對簡單的應用在高能X射線相襯成像的新型X射線源，由于出射X射線無軸向分布從而徹底解決了視場受限問題。
【專利說明】用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源
【技術領域】
[0001]本發明屬于X射線成像【技術領域】，涉及一種X射線源，尤其涉及一種用于大視場X射線相襯成像的X射線源。
【背景技術】
[0002]X射線成像技術被廣泛應用于醫學、生命科學、材料科學及工業無損探測等領域。傳統X射線成像技術是根據物體對X射線的吸收衰減特性成像的，它要求物體與周圍環境以及物體內不同成分之間吸收衰減系數的差異相對明顯。對由金屬等重元素物質構成的物體進行檢測時其成像效果顯著，比如醫學影像中對骨骼成像，工業檢測中對金屬的探測等。而對于以輕元素(碳、氫、氧等)為基礎組成的材料和血管、關節軟骨等生物軟組織，由于它們對X射線吸收很少，不同內部成分之間吸收系數的差別也很小，導致傳統X射線成像及CT技術在對輕元素材料和生物軟組織進行無損檢測時，無法提供足夠的圖像襯度，限制了該技術在醫學、生物學及材料學等領域的應用和發展。
[0003]現有的X射線相襯成像采用新的成像機制，通過記錄X射線穿過物體后相位的改變量來獲取圖像的襯度，從根本上解決了傳統吸收成像對輕元素物質成像襯度差的問題。X射線屬于電磁波，穿過物體后，它的振幅和相位都會發生變化。傳統X射線成像記錄振幅的變化形成吸收襯度，相襯成像則是記錄X射線透過物體的相位變化信息。由輕元素組成的物質對X射線相位的改變是其對X射線振幅改變的13?15倍。因此，X射線相襯成像記錄下的是X射線透過物體后的相位信息，可以對生物軟組織這樣的弱吸收物質形成很好的圖像襯度，同時由于采用了高空間相干的X射線源和高分辨率的探測器，能獲得較傳統X射線成像技術更高的空間分辨率和圖像的對比度。
[0004]目前，國內外已發展了多種X射線相襯成像技術，由于早期的X射線相襯成像技術需要依賴同步輻射裝置的高相干高亮度X射線源來實現，使該項技術的發展和應用受到了極大的限制。2006年，瑞士保羅謝爾研究所的F.Pfeiffer研究小組利用光柵勞厄效應，在普通X射線管前增加一塊吸收光柵，形成具有高空間相干性和高亮度的陣列X射線源，使X射線相襯成像技術擺脫了對微焦斑源或同步輻射源的依賴，在普通X射線管的條件下就可以實現。但是，這一方法在實現上仍存在很大問題，X射線吸收光柵需要在光柵槽中填充高原子序數物質(如金，鉛，鉍等)阻擋高能X射線的透過，制作工藝難度大，成本高，且當提高使用的X射線能量時，要求吸收光柵具有更高的深寬比，這就進一步提高了工藝的難度。在實際應用中，由于制作技術的限制使吸收光柵不能完全吸收高能量的X射線，從而導致該種成像技術的莫爾條紋對比度降低，嚴重影響了系統的探測靈敏度和圖像質量。另外，由于吸收光柵的深寬比較大，使出射X射線的輻射視野受到一定限制。
[0005]另一種采用陣列結構X射線源的方法是通過在X射線管陽極斜面靶上間隔排布形成多個線發射體的陣列結構，各個發射體之間以光柵槽相隔。當電子束轟擊陽極靶時，只有一部分電子轟擊到線發射體的斜面上，另一部分電子則進入線發射體之間的光柵槽中。由于電子轟擊光柵槽內產生的X射線被光柵槽的側壁所吸收，只有轟擊到線發射體斜面靶上的X射線才可以發射出去，從而形成了可用于X射線相襯成像的陣列X射線光源。這種方法不需要吸收光柵，避免了由于不能完全吸收高能X射線而導致的相襯圖像質量下降的限制。但是，這種方法產生的陣列X射線源，在發射X射線的光軸方向了有一個延展分布，使得每個線發射體到成像物體之間的距離不等，導致X射線相襯成像的視場受到限制。在普通實驗室和醫院中，通常需要大視場成像，這種陣列X射線源的由于視場受限而難以適用。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于，針對現有采用吸收光柵方式的陣列X射線源中，吸收光柵制作工藝難度大、成本高的缺陷，以及采用陣列結構陽極靶的X射線源由于成像視場受限難以應用于大視場相襯成像的缺陷，提供一種結構相對簡單、制造工藝簡單、成本低的應用在高能X射線相襯成像的新型X射線源，由于出射X射線無軸向分布從而徹底解決了視場受限問題。
[0007]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0008]一種用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，包括用于發射電子束的環形陰極、用于響應電子束入射而發射X射線的陽極靶、用于加速并會聚電子束的電極結構、用于對環形陰極加熱的陰極加熱電源、用于給電極結構供電的電極結構電源；
[0009]所述環形陰極與陽極靶的靶面相對設置，環形陰極后方設置有對應環形陰極中間位置且與陽極靶的靶面平行的X射線出射窗；陽極靶的靶面與出射X射線的光軸方向垂直；
[0010]所述電極結構包括陰極套筒和陽極套筒；所述陽極靶設在所述陽極套筒中；所述環形陰極設在所述陰極套筒中；
[0011]所述陽極靶的靶面上設有由兩種不同材料周期相間組成的陣列結構，所述的兩種不同材料分別采用兩種原子序數差異較大的元素形成的物質。
[0012]所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，所述環形陰極由單鎢絲環繞成環狀，或者由螺旋形鎢絲環繞成環狀。
[0013]所述的環形陰極通過多對點支撐件固定在所述陰極套筒中，所述每對點支撐件中的一個接正極接口、另一個接負極接口，使所述多段弧形陰極在正極接口和負極接口之間構成并聯電路，所述正極接口和負極接口與所述陰極加熱電源連接。
[0014]所述點支撐件為耐高溫導電材料制成，且所述點支撐件間隔均勻設置。
[0015]所述的陰極套筒和陽極套筒均為圓筒形的套筒，所述陰極套筒和陽極套筒各自的內徑、筒內長以及陽極套筒與陰極套筒之間的間距滿足:對環形陰極發射的電子束進行加速匯聚后在陽極靶的靶面上形成束斑。
[0016]所述環形陰極的圓環半徑為2.5?1mm ;所述陰極套筒內徑為20?40mm、筒內長為15?25mm ;所述陽極套筒內徑為8?15mm、筒內長3?8mm ;所述兩套筒相距10?20mm,所述陽極靶靶面上的束斑為0.5?2mm2。
[0017]所述陽極靶的靶面的材料為重元素物質；所述陣列結構由作為靶面材料的重元素物質與幾乎不出射X射線的輕元素物質周期相間組成。
[0018]所述陽極靶的靶面上設置的由兩種不同材料周期相間組成的陣列結構，周期為20?80 μ m,厚度為30?200 μ m，其中重元素物質的占據比例為1/4?1/2，輕元素物質的占據比例為3/4?1/2。
[0019]所述的重元素物質采用鎢、鑰、銠和銅中的至少一種，所述輕元素物質為鈹、碳單質類物質和氧化鋁中的至少一種。
[0020]所述的陽極套筒后部為散熱端，所述散熱端帶有中空腔體，所述散熱端的中空腔體連接用于對陽極靶進行冷卻的液冷卻裝置。
[0021]本發明具有以下有益效果:
[0022]由于將陽極靶的靶面與環形陰極相對設置，并且將X射線出射窗設置在陽極靶靶面平行的位置，在環形陰極發射出的電子束通過電極結構中的陰極套筒和陽極套筒的匯聚作用，在陽極靶的靶面上形成束斑。由于陽極靶的靶面與環形陰極平行或基本平行，本發明陽極靶、環形陰極和X射線出射窗這種特殊的位置，使得陽極靶的靶面與出射X射線的光軸方向垂直，克服了其他X射線光源由于傾斜靶面所帶來的成像視場受限的問題。具體包括兩方面內容:一是在基于光柵泰伯效應的X射線相襯成像系統中，現有技術的陣列X射線光源由于采用斜面靶，使出射的X射線在光軸方向上有一個延展分布，造成不同陣列X射線與光柵的距離產生微小差別，導致成像中所需的光柵自成像條紋視場受到限制，最終使所得的相襯圖像視場受限，而本發明采用垂直于光軸的陣列陽極靶，確保了不同陣列X射線與光柵的距離完全相等，從而完全克服了由于斜面靶X射線的軸向延展分布所產生的視場受限的缺陷。二是在傳統吸收成像系統中，一般X射線源的成像視場會受到靶面傾斜角的限制，若需大視場成像，則需要加大成像距離，增加曝光時間，本發明由于采用了靶面垂直于光軸，故不存在這樣視場受限的問題。
[0023]陽極靶的靶面設有由兩種原子序數差異很大的不同材料周期相間組成陣列結構，就可以形成對比度很高的陣列X射線。即使應用在高能X射線波段，高能電子穿過靶面輕元素(如鈹)的有效深度不足50 μ m，只要輕元素物質厚度大于50 μ m，就可以形成對比度很好的高能陣列X射線。因此本發明能適應于高能X射線，克服了吸收光柵不能完全吸收高能量的X射線而導相襯圖像質量下降的缺陷。
[0024]環形陰極，特別是由螺旋形鎢絲環繞而成的環形陰極，相比現有技術的普通X射線管，其陰極長度更長，發射電流更大，能發射更強的電子束，從而得到更高亮度的X射線。
[0025]為保證環形陰極的穩固性，環形陰極設計多個點支撐件形成多個點支撐，同時這些點支撐件，還成對連接正極接口和負極接口，與該對點支撐件之間的弧形電極組成電路，多對點支撐件分別與對應的弧形陰極組成并聯電路，加熱時，環形電極分解成多段弧形電極，在相同的條件下，多個并聯電路降低了對加熱電源電壓的要求。
[0026]環形電極的陰極環的內徑大小與視場的大小相關，內徑大則視場大，內徑小則視場小。為垂直靶面產生的X射線提供出射窗，X射線經陰極環中間出射。
[0027]采用兩套筒的電極結構用于加速并會聚電子束斑。由陰極環出射的環形電子束經過陰極套筒和陽極套筒間的高壓電磁場作用加速并匯聚到陽極靶的靶面上，最終在陽極靶面上形成足夠小的束斑，從而保證成像系統對空間分辨率的要求。
[0028]為提高管子的熱容量，陽極套筒散熱端設有中空腔體，采用液體循環進行冷卻散熱。
[0029]本發明的新型光源應用在大視場X射線相襯成像，陰極發射電流大，靶面出射X射線利用效率高，輻射視野寬。【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0031]圖1是本發明實施例的結構示意圖；
[0032]圖2是本發明實施例電子運動軌跡示意圖；
[0033]圖3是本發明實施例環形陰極第一種實施方式的結構示意圖；
[0034]圖4是本發明實施例環形陰極第二種實施方式的結構示意圖；
[0035]圖5是本發明實施例陽極靶的結構示意圖；
[0036]圖6是本發明實施例陽極靶剖視圖；
[0037]圖7是斜面靶陣列X射線源形成的光柵自成像對比度分布圖；
[0038]圖8是本發明X射線源形成的光柵自成像對比度分布圖；
【具體實施方式】
[0039]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0040]如圖1-6所示，一種用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，包括用于發射電子束的環形陰極1、用于響應電子束入射而發射X射線的陽極靶6、用于加速并會聚電子束的電極結構、用于對環形陰極I加熱的陰極加熱電源(圖中未示出)；所述環形陰極I與陽極靶6的靶面相對設置，環形陰極I后方設置有對應環形陰極I中間位置且與陽極靶6的靶面平行的X射線出射窗4 ;陽極靶6的靶面與出射X射線的光軸方向垂直；所述電極結構包括陰極套筒2和陽極套筒5 ;所述陽極靶6套設在所述陽極套筒5中；所述環形陰極I套設在所述陰極套筒2中；所述陽極靶6的靶面上設有由兩種不同材料周期相間組成的陣列結構，所述的兩種不同材料分別采用兩種原子序數差異較大的元素形成的物質。其中，環形陰極I與陽極靶6的靶面相對設置是指環形陰極I正對陽極靶6的靶面，二者平行或基本平行。
[0041]環形陰極I是用于發射電子束的，首先對環形陰極I進行電加熱，根據熱電子發射效應，陰極在達到一定溫度后會隨機發射大量熱電子；在兩電極上施加40?120kV高壓，陰極發射的電子在高壓場下被加速并會聚形成0.5?2mm2大小的束斑,高速轟擊在垂直的陽極靶6上，靶面產生的X射線穿過環形陰極I的中心部分并在X射線出射窗出射。
[0042]從形態上講，環形陰極I為環形，特別優選為圓環形，這樣才能均勻發射電子束，形成均勻穩定的束斑。所述的環形陰極I通過多對點支撐件3固定在所述陰極套筒2中，正是由于點支撐件3的設置，從形態上將環形陰極I分成了多段弧形陰極，環形陰極I可以是整體的圓環，也可以是多段弧形陰極拼接而成的環狀。環形陰極I采用鎢絲制成，使用的鎢絲直徑在0.1?0.3mm之間，環形陰極I的直徑在5?20mm之間。所述的環形陰極I制作中采用石墨或陶瓷胎具固定再加熱定型形成環形，環形陰極I的大小根據實際需要設定，本實施例中所述環形陰極I的圓環半徑為2.5?10mm。
[0043]本發明中環形陰極I由單鎢絲環繞成環狀，或者由螺旋形鎢絲環繞成環狀。單鎢絲直接制成環形，方便簡單，而由螺旋形鎢絲環繞成環狀，就可以大大增加鎢絲陰極的總長度，從而加大陰極的發射電流。本實施例中使用的鎢絲直徑在0.1?0.3_之間，設計螺旋直徑在0.8?1.2mm之間，螺旋螺距在0.3?0.8mm之間，環形陰極I的直徑在5?20mm之間。
[0044]除了上述形態的環形陰極1，環形陰極I還可以是其他結構排布成環形。
[0045]點支撐件3—方面是用于對環形陰極I的支撐，另一方面是連接電極接口。由于點支撐件3的作用，一般需要成對設置，所述每對點支撐件3中的一個接正極接口、另一個接負極接口，使所述多段弧形陰極在正極接口和負極接口之間構成并聯電路，所述正極接口和負極接口與所述陰極加熱電源連接，這樣陰極加熱電源便能分別給多段弧形陰極供電，一方面多段弧形陰極能發射大量熱電子，提供更大陽極電流，另一方面分段加熱也相應降低了對加熱電源電壓的要求。所述點支撐件3為耐高溫導電材料制成，適用點支撐件3的材料有多種，本實施例中點支撐件3的材料為耐高溫的鑰材。成對的點支撐件3與環形陰極I形成的并聯電路，尤其適用螺旋形鎢絲環繞的環形陰極1，由于螺旋形的環形陰極中鎢絲長度加長很多，對于加熱電源的電壓要求更高，因此上述結構更能發揮螺旋形的環形陰極的功能。
[0046]由于環形陰極I優選發射均勻電子束，則對環形陰極I的加熱要求均勻，因此所述點支撐件3間隔均勻設置，形成相同的并聯電路，并且提供相同的陰極加熱電源。
[0047]點支撐件3的結構不作限定，只需將環形陰極I固定在陰極套筒2中并提供穩定電流即可。例如:點支撐件3為環形的卡環結構、夾持的U形結構等。
[0048]點支撐件3的數量根據環形陰極I的大小、對陰極加熱電源的要求成對設置，本實施例中設置兩對點支撐件3。如圖3中所示，在單鎢絲環上4個對應點處分別點焊點支撐件3，上下2個點支撐件3連接陰極加熱電源的正極接口，左右2個點支撐件3連接陰極加熱電源的負極接口，這樣就將環形鎢絲分為4個獨立的部分，并形成4個并聯電路，這樣就可以使用常規X射線管的陰極加熱電源，加熱電壓為5?10V，加熱電流為3?6A。
[0049]如圖4中所示的螺旋狀的環形陰極I中，同樣在環形陰極I上4個對應點處分別點焊點支撐件3，上下2個點支撐件3作為加熱電壓的正極接口，左右2個點支撐件3作為加熱電壓的負極接口，同樣將環形鎢絲分為4個獨立的部分并形成4個部分并聯電路，這樣可以在保證大發射電流的同時降低對加熱電源的要求。
[0050]所述的陰極套筒2和陽極套筒5在作用是加速和匯聚電子束，為了能均勻匯聚形成束斑，則優選陰極套筒2和陽極套筒5為圓筒形的套筒，所述陰極套筒2、陽極套筒5的內徑、筒內長和陽極套筒5與陰極套筒2之間的間距滿足:對陰極的環形陰極I發射的電子束進行匯聚后在陽極靶6的靶面上形成束斑。上述原則顯示了本發明的各種部件的尺寸比例和距離都需要限定，只有在相應比例合適的情況下，才能更好地實現本發明的目的，如圖2為電子在兩套筒電極中的運動軌跡，環形陰極1、陰極套筒2和陽極套筒5陽極靶6面，當兩電極之間加上60kV高壓后，陽極為正，陰極為負，其電場分布如圖中圓點曲線所示，電子從陰極環表面出射，在電場中加速并會聚在陽極靶6面上，其軌跡如圖中點劃線所示，最終在陽極靶6上形成束斑。優選所述陰極套筒2內徑為20?40mm、筒內長為15?25mm ;所述陽極套筒5內徑為8?15mm、筒內長3?8mm ;所述兩套筒相距10?20mm。優選的電極結構參數經過電子光學設計的數值計算得到，在電極兩端施加40?120kV高壓，可使陰極發射的電子在陽極靶6上形成0.5?2mm2的束斑，保證了 X射線成像中對空間分辨率的要求。制作電極結構的陰極套筒2材料采用無磁不銹鋼，陽極套筒5采用純銅。[0051]如圖5、6所示，本發明陽極靶6的設置不同于現有技術，現有技術中陽極靶6的靶面傾斜對應陰極，而本發明的陽極靶6的靶面正對環形陰極1，即環形陰極I與陽極靶6的靶面相對設置，二者平行或基本平行，并且由于環形陰極I發射的電子能轟擊到陽極靶6的靶面形成與靶面垂直的X射線，靶面上由兩種不同材料周期相間組成的陣列結構使產生的X射線在空間上呈平行陣列分布，X射線的光軸垂直于陽極靶6的靶面。
[0052]本發明陽極靶6的靶面上設有兩種原子序數差異很大的不同材料周期相間組成的陣列結構，所述陽極靶6的靶面的材料為重元素物質；所述陣列結構由作為靶面材料的重元素物質與幾乎不出射X射線的輕元素物質周期相間組成。重元素物質和輕元素物質周期性可以通過在重元素物質制成的靶面上開設溝槽7，在溝槽7中填充輕元素物質后形成陣列結構，溝槽呈周期性排列。所述陽極靶面的重元素物質可根據實際應用選擇鎢、鑰、銠和銅中的至少一種，輕元素物質可選擇鈹、碳單質類物質和氧化鋁中的至少一種，具體選擇一種或多種，可根據實際情況決定。具體實施時，可先采用飛秒激光在靶面上刻劃出周期分布的矩形溝槽7，優選平行間隔分布的溝槽7，往溝槽7中填充輕元素材質(如鈹、石墨)，再采用銀銅焊將陽極靶6焊接在陽極套筒5內，并使靶面與X射線光軸方向垂直。為應用于大視場X射線相襯成像，以制作鎢鈹周期相間的一維陣列陽極靶為例進行說明。根據成像系統設計要求，選擇鎢作為靶材制成陽極靶的靶面，先用飛秒激光在鎢靶面刻劃周期間隔的矩形槽7，槽中心相距20?80 μ m，槽寬10?60 μ m，槽深30?200 μ m，再向槽中填充高溫融化的鈹材，冷卻后將表面鈹材拋去，即可制作成具有鎢鈹周期相間的陣列結構的陽極靶
6。鎢為原子序數79的重金屬元素，鈹為原子序4的輕金屬元素，當高速電子轟擊在這一靶面上，鎢材出射的X射線經X射線出射窗4為成像所用，而鈹材出射的X射線則幾乎被X射線出射窗4所吸收，如此就形成了一維陣列分布的X射線源。由于靶面與出射X射線的光軸方向垂直，出射X射線在軸向無延展分布，故非常適用于大視場的高能X射線相襯成像。
[0053]所述的陽極套筒5后部為散熱端9，所述散熱端9帶有中空腔體91，所述散熱端9的中空腔體91連接用于對陽極靶6進行冷卻的液冷卻裝置。液冷卻裝置采用水冷、油冷或其他冷媒介質，該裝置為常規技術，在此不再贅述。
[0054]本發明所述X射線源主要用于X射線光柵微分相襯成像。X射線微分相襯成像是采用了光柵泰伯自成像的原理，將成像物體的微分相位信息加載在光柵自成像的條紋中，再通過多步相移法把物體的微分相位信息從條紋中解出來，從而得到了物體的微分相襯圖像。因此，光柵自成像條紋的對比度非常重要，足夠高的條紋對比度，才能保證獲得高信噪比的微分相襯圖像；光柵自成像條紋的視場則決定了成像系統獲得微分相襯圖像的視場。
[0055]如圖7所示，是現有技術的斜面靶陣列X射線源，由于出射的X射線在光軸方向上有一個延展分布，造成不同陣列X射線與光柵的距離產生微小差別，導致成像系統的光柵自成像條紋對比度在視場往兩邊擴大時出現大幅下降，如圖7所示，當視場從中心往右邊擴大到1mm時，其條紋對比度已下降到不足5%，因此，受光柵自成像條紋限制，其成像視場僅有20mm左右。
[0056]本發明的X射線源如圖8所示，為其形成的光柵自成像對比度分布圖，在視場為200mm的范圍內，光柵自成像條紋的對比度均可維持在90%左右，因此其成像視場可以到200mm以上。
[0057]通過上述對比數據可知:由于本發明出射X射線無軸向分布從而徹底解決了視場受限問題。
【權利要求】
1.一種用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，包括用于發射電子束的環形陰極、用于響應電子束入射而發射X射線的陽極靶、用于加速并會聚電子束的電極結構、用于對環形陰極加熱的陰極加熱電源、用于給電極結構供電的電極結構電源； 所述環形陰極與陽極靶的靶面相對設置，環形陰極后方設置有對應環形陰極中間位置且與陽極靶的靶面平行的X射線出射窗；陽極靶的靶面與出射X射線的光軸方向垂直； 所述電極結構包括陰極套筒和陽極套筒；所述陽極靶設在所述陽極套筒中；所述環形陰極設在所述陰極套筒中； 所述陽極靶的靶面上設有由兩 種不同材料周期相間組成的陣列結構，所述的兩種不同材料分別采用兩種原子序數差異較大的元素形成的物質。
2.根據權利要求1所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述環形陰極由單鎢絲環繞成環狀，或者由螺旋形鎢絲環繞成環狀。
3.根據權利要求1所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述的環形陰極通過多對點支撐件固定在所述陰極套筒中，所述每對點支撐件中的一個接正極接口、另一個接負極接口，使所述多段弧形陰極在正極接口和負極接口之間構成并聯電路，所述正極接口和負極接口與所述陰極加熱電源連接。
4.根據權利要求3所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述點支撐件為耐高溫導電材料制成，且所述點支撐件間隔均勻設置。
5.根據權利要求1所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述的陰極套筒和陽極套筒均為圓筒形的套筒，所述陰極套筒和陽極套筒各自的內徑、筒內長以及陽極套筒與陰極套筒之間的間距滿足:對環形陰極發射的電子束進行加速匯聚后在陽極靶的靶面上形成束斑。
6.根據權利要求5所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述環形陰極的圓環半徑為2.5~1mm ;所述陰極套筒內徑為20-40mm、筒內長為15~25mm ;所述陽極套筒內徑為8~15mm、筒內長3~8mm ;所述兩套筒相距l0-20mm，所述陽極靶靶面上的束斑為0.5~2mm2。
7.根據權利要求1所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述陽極靶的靶面的材料為重元素物質；所述陣列結構由作為靶面材料的重元素物質與幾乎不出射X射線的輕元素物質周期相間組成。
8.根據權利要求7所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述陣列結構的周期為20-80μm、厚度為30-200μm，其中重元素物質的占據比例為1/4-1/2，輕元素物質的占據比例為3/4-1/2。
9.根據權利要求7所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，用于所述陽極靶面的重元素物質采用鎢、鑰、銠和銅中的至少一種，而輕元素物質為鈹、碳單質類物質和氧化鋁中的至少一種。
10.根據權利要求1所述的用于X射線光柵微分相襯成像的X射線源，其特征在于，所述的陽極套筒后部為散熱端，所述散熱端帶有中空腔體，所述散熱端的中空腔體連接用于對陽極靶進行冷卻的液冷卻裝置。
【文檔編號】G01N23/04GK104034741SQ201410256661
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】牛憨笨, 李冀, 黃建衡 申請人:深圳大學