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基于空间应用的透射式微型微束调制X射线源

牟欢 李保权 曹阳

基于空间应用的透射式微型微束调制X射线源

牟欢, 李保权, 曹阳
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  • 针对空间应用对X射线源的需求, 提出了一种透射式微型微束调制X射线源的设计方案, 建立了调制X射线源的理论模型. 相较传统的X射线源, 增加了栅极电压控制和多个聚焦极微束聚焦功能, 通过改变栅极电压实现X射线的幅度调制和脉冲调制. 利用带电粒子光学仿真软件SIMION, 模拟计算了不同管电压下透射式阳极靶的最佳靶厚, 仿真分析了不同栅极电压对电子束运动轨迹的影响, 最终得到了150 m的微束焦斑直径. 完成了原理样机的加工镀膜和真空密封, 搭建了调制X射线源的测试装置, 实验报道了阳极钨靶的谱线特性, 分析了栅极电压影响出射X射线强度的原因, 讨论了栅极幅度调制的可能性, 完成了调制X射线源栅极脉冲调制的验证.
      通信作者: 牟欢, mouhuan@nssc.ac.cn
    • 基金项目: 中国科学院空间科学战略性先导科技专项空间科学背景型号项目(批准号:XDA04060900)资助的课题.
    [1]

    Liu Z, Yang G, Lee Y Z, Bordelon D, Lu J, Zhou O 2006 Appl. Phys. Lett. 89 103111

    [2]

    Haga A, Senda S, Sakai Y, Mizuta Y, Kita S, Okuyamaa F 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2208

    [3]

    Senda S, Sakai Y, Mizuta Y, Kita S, Okuyamaa F 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5679

    [4]

    Sugie H, Tanemura M, Filip V, Iwata K, Takahashi K, Okuyamab F 2001 Appl. Phys. Lett. 78 2578

    [5]

    Song Y H, Kin J W, Jeong J W, et al. 2012 IEEE 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference Jeju, Korea 2012 p102

    [6]

    Jeong J W, Kin J W, Kang J T, Choi S, Ahn S, Song Y H 2013 Nanotechnology 24 085201

    [7]

    Jablonski D G 2009 22nd International Meeting of the Satellite Di-vision of The Institute of Navigation Savannah, the United States, September 22-25, 2009 p1458

    [8]

    Deng N Q, Zhao B S, Sheng L Z, Yan Q R, Yang H, Liu D 2013 Acta Phys. Sin. 62 060705 (in Chinese) [邓宁勤, 赵宝升, 盛立志, 鄢秋荣, 杨颢, 刘舵 2013 物理学报 62 060705]

    [9]

    Ma X F, Zhao B S, Sheng L Z, Liu Y A, Liu D, Deng N Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 106701 (in Chinese) [马晓飞, 赵宝升, 盛立志, 刘永安, 刘舵, 邓宁勤 2014 物理学报 63 106701]

    [10]

    Sheng L Z, Zhao B S, Liu Y A 2015 Proc. SPIE 9207 920716

    [11]

    Yang Q, Ge L Q, Gu Y, Hua Y T, Luo Y Y 2013 Spectroscopy and Spectral Analysis 33 1130 (in Chinese) [杨强, 葛良全, 谷懿, 花永涛, 罗耀耀 2013 光谱学与光谱分析 33 1130]

    [12]

    Piniese(translated by He L) 1963 Fine-Focus X-Ray Tube and Its Application in Structural Analysis (Beijing: Science Press) pp30-32 (in Chinese) [皮涅斯 著 (何荦 译) 1963 细聚焦X射线管及其在结构分析中的应用(北京: 科学出版社)第30-32页]

    [13]

    Liu Z J, Zhang J, Yang G, Cheng Y, Zhou O, Lu J P 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 054302

  • [1]

    Liu Z, Yang G, Lee Y Z, Bordelon D, Lu J, Zhou O 2006 Appl. Phys. Lett. 89 103111

    [2]

    Haga A, Senda S, Sakai Y, Mizuta Y, Kita S, Okuyamaa F 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2208

    [3]

    Senda S, Sakai Y, Mizuta Y, Kita S, Okuyamaa F 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5679

    [4]

    Sugie H, Tanemura M, Filip V, Iwata K, Takahashi K, Okuyamab F 2001 Appl. Phys. Lett. 78 2578

    [5]

    Song Y H, Kin J W, Jeong J W, et al. 2012 IEEE 25th International Vacuum Nanoelectronics Conference Jeju, Korea 2012 p102

    [6]

    Jeong J W, Kin J W, Kang J T, Choi S, Ahn S, Song Y H 2013 Nanotechnology 24 085201

    [7]

    Jablonski D G 2009 22nd International Meeting of the Satellite Di-vision of The Institute of Navigation Savannah, the United States, September 22-25, 2009 p1458

    [8]

    Deng N Q, Zhao B S, Sheng L Z, Yan Q R, Yang H, Liu D 2013 Acta Phys. Sin. 62 060705 (in Chinese) [邓宁勤, 赵宝升, 盛立志, 鄢秋荣, 杨颢, 刘舵 2013 物理学报 62 060705]

    [9]

    Ma X F, Zhao B S, Sheng L Z, Liu Y A, Liu D, Deng N Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 106701 (in Chinese) [马晓飞, 赵宝升, 盛立志, 刘永安, 刘舵, 邓宁勤 2014 物理学报 63 106701]

    [10]

    Sheng L Z, Zhao B S, Liu Y A 2015 Proc. SPIE 9207 920716

    [11]

    Yang Q, Ge L Q, Gu Y, Hua Y T, Luo Y Y 2013 Spectroscopy and Spectral Analysis 33 1130 (in Chinese) [杨强, 葛良全, 谷懿, 花永涛, 罗耀耀 2013 光谱学与光谱分析 33 1130]

    [12]

    Piniese(translated by He L) 1963 Fine-Focus X-Ray Tube and Its Application in Structural Analysis (Beijing: Science Press) pp30-32 (in Chinese) [皮涅斯 著 (何荦 译) 1963 细聚焦X射线管及其在结构分析中的应用(北京: 科学出版社)第30-32页]

    [13]

    Liu Z J, Zhang J, Yang G, Cheng Y, Zhou O, Lu J P 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 054302

  • [1] 杨智, 邹继军, 常本康. 透射式指数掺杂GaAs光电阴极最佳厚度研究. 物理学报, 2010, 59(6): 4290-4295. doi: 10.7498/aps.59.4290
    [2] 王晓晖, 常本康, 钱芸生, 高频, 张益军, 乔建良, 杜晓晴. 透射式负电子亲和势GaN光电阴极的光谱响应研究. 物理学报, 2011, 60(5): 057902. doi: 10.7498/aps.60.057902
    [3] 曾鹏, 袁铮, 邓博, 袁永腾, 李志超, 刘慎业, 赵屹东, 洪才浩, 郑雷, 崔明启. 软X射线条纹相机透射式Au与CsI阴极谱响应灵敏度标定. 物理学报, 2012, 61(15): 155209. doi: 10.7498/aps.61.155209
    [4] 曹柱荣, 董建军, 杨正华, 詹夏宇, 袁铮, 张海鹰, 江少恩, 丁永坤. 一种透射式软X光带通方法研究. 物理学报, 2013, 62(4): 045205. doi: 10.7498/aps.62.045205
    [5] 刘鑫, 易明皓, 郭金川. 线焦斑X射线源成像. 物理学报, 2016, 65(21): 219501. doi: 10.7498/aps.65.219501
    [6] 闫芬, 张继超, 李爱国, 杨科, 王华, 毛成文, 梁东旭, 闫帅, 李炯, 余笑寒. 基于同步辐射的快速扫描X射线微束荧光成像方法. 物理学报, 2011, 60(9): 090702. doi: 10.7498/aps.60.090702
    [7] 姜其立, 段泽明, 帅麒麟, 李融武, 潘秋丽, 程琳. 一种毛细管聚焦的微束X射线衍射仪. 物理学报, 2019, 68(24): 240701. doi: 10.7498/aps.68.20190497
    [8] 王瑞荣, 安红海, 熊俊, 谢志勇, 王伟. 准单色近平行光束的X射线源. 物理学报, 2018, 67(24): 240701. doi: 10.7498/aps.67.20180861
    [9] 孙可煦, 易荣清, 杨家敏, 王红斌, 马洪良, 陈正林, 黄天暄, 崔延莉, 郑志坚, 唐道源, 丁永坤, 温树槐, 江文勉, 赵永宽, 崔明启, 黎刚, 崔聪悟, 唐鄂生. 同步辐射软X射线源用于软X射线探测元件定标. 物理学报, 1997, 46(4): 650-655. doi: 10.7498/aps.46.650
    [10] 杨家敏, 易荣清, 陈正林, 孙可煦, 丁耀南, 郑志坚, 李朝光, 崔明启, 朱佩平, 崔聪悟. 透射光栅对软X射线衍射效率的研究. 物理学报, 1998, 47(4): 613-618. doi: 10.7498/aps.47.613
    [11] 程 琳, 丁训良, 刘志国, 潘秋丽, 初学莲, 冯松林. 一种新型的微束X射线荧光谱仪及其在考古学中的应用. 物理学报, 2007, 56(12): 6894-6898. doi: 10.7498/aps.56.6894
    [12] 黄开, 闫文超, 李明华, 陶孟泽, 陈燕萍, 陈洁, 远晓辉, 赵家瑞, 马勇, 李大章, 高杰, 陈黎明, 张杰. kHz激光与固体靶相互作用产生的X射线源. 物理学报, 2013, 62(20): 205204. doi: 10.7498/aps.62.205204
    [13] 王研, 刘鑫, 黄万霞, 易明皓, 郭金川, 朱佩平. 更正:线焦斑X射线源成像[物理学报2016,65,219501]. 物理学报, 2017, 66(8): 089901. doi: 10.7498/aps.66.089901
    [14] 刘永刚, 鲁兴海, 宣丽, 邓舒鹏, 李文萃, 黄文彬. 基于透射式液晶/聚合物光栅的分布反馈式激光器的研究. 物理学报, 2011, 60(5): 056102. doi: 10.7498/aps.60.056102
    [15] 邱克强, 徐向东, 刘 颖, 洪义麟, 付绍军. 软X射线位相型金透射光栅的设计与制作. 物理学报, 2008, 57(10): 6329-6334. doi: 10.7498/aps.57.6329
    [16] 麦振洪, 葛培文, 崔树范, 肖楠, 吴兰生. 钇铝石榴石单晶缺陷的X射线透射形貌术观察. 物理学报, 1981, 30(7): 999-1002. doi: 10.7498/aps.30.999
    [17] 陈勇, 邱克强, 徐向东, 刘正坤, 刘颖, 付绍军. 1000线/毫米软X射线自支撑闪耀透射光栅的设计与制作. 物理学报, 2012, 61(12): 120702. doi: 10.7498/aps.61.120702
    [18] 赵宗彦, 深町共荣, 根岸利一郎, 徐章程, 郭常霖. 吸收限附近非对称反射条件下X射线的异常透射. 物理学报, 1998, 47(11): 1818-1826. doi: 10.7498/aps.47.1818
    [19] 孙璐, 火炎, 周超, 梁建辉, 张祥志, 许子健, 王勇, 吴义政. 利用扫描透射X射线显微镜观测磁涡旋结构. 物理学报, 2015, 64(19): 197502. doi: 10.7498/aps.64.197502
    [20] 杨家敏, 丁耀南, 孙可煦, 成金秀, 江少恩, 郑志坚, 张文海. 用透射光栅谱仪测量金箔背侧X射线能谱. 物理学报, 2000, 49(4): 747-750. doi: 10.7498/aps.49.747
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-12
  • 修回日期:  2016-05-04
  • 刊出日期:  2016-07-20

基于空间应用的透射式微型微束调制X射线源

  • 1. 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 通信作者: 牟欢, mouhuan@nssc.ac.cn
    基金项目: 

    中国科学院空间科学战略性先导科技专项空间科学背景型号项目(批准号:XDA04060900)资助的课题.

摘要: 针对空间应用对X射线源的需求, 提出了一种透射式微型微束调制X射线源的设计方案, 建立了调制X射线源的理论模型. 相较传统的X射线源, 增加了栅极电压控制和多个聚焦极微束聚焦功能, 通过改变栅极电压实现X射线的幅度调制和脉冲调制. 利用带电粒子光学仿真软件SIMION, 模拟计算了不同管电压下透射式阳极靶的最佳靶厚, 仿真分析了不同栅极电压对电子束运动轨迹的影响, 最终得到了150 m的微束焦斑直径. 完成了原理样机的加工镀膜和真空密封, 搭建了调制X射线源的测试装置, 实验报道了阳极钨靶的谱线特性, 分析了栅极电压影响出射X射线强度的原因, 讨论了栅极幅度调制的可能性, 完成了调制X射线源栅极脉冲调制的验证.

English Abstract

参考文献 (13)

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