Micro - x的金剛石陽(yáng)極 -------加快成像

在進(jìn)入今天的帖子討論Micro - x的金剛石陽(yáng)極以及它如何加快成像應用程序之前，這里有一些背景閱讀:

本文中我們跟蹤了X射線(xiàn)從管內生成到x射線(xiàn)探測器單個(gè)像素上的檢測路徑。我們討論了x射線(xiàn)到達探測器的概率，我們了解到如果你增加x射線(xiàn)的生成能量，那么你就減少了拍攝x射線(xiàn)圖像所需的時(shí)間。

那么，如果您想將圖像采集時(shí)間減半該怎么辦呢?應該就像打開(kāi)電源一樣簡(jiǎn)單，對吧?和所有x光的問(wèn)題一樣，答案是肯定的，但是……，我們從下面幾個(gè)方向入手討論一下這個(gè)問(wèn)題。

功率載荷

在這種情況下，“但是”是對目標造成傷害的能量加載。光斑尺寸越小，功率在目標磁盤(pán)內的集中程度越高。如果你曾經(jīng)在夏天玩過(guò)放大鏡，你就會(huì )熟悉這個(gè)概念。

放大鏡將均勻分布在玻璃直徑上的太陽(yáng)光線(xiàn)聚焦，當與地面保持適當距離時(shí)，將這些光線(xiàn)聚焦到一個(gè)非常小而明亮的焦點(diǎn)上。那些均勻分布在放大鏡直徑上的光線(xiàn)，在大約半小時(shí)后可能會(huì )造成輕微的曬傷，而當這些光線(xiàn)集中在一個(gè)小焦點(diǎn)上時(shí)，現在有可能在幾秒鐘內引發(fā)火災并融化蠟筆。你可以調整放大鏡的焦點(diǎn)光斑，通過(guò)改變幾何光學(xué)(在空間中上下移動(dòng)放大鏡)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)非常小而明亮的光斑，或者更小而不那么明亮的光斑。

類(lèi)似地，電子束中的能量通過(guò)靜電光學(xué)被集中到x射線(xiàn)管陽(yáng)極的焦點(diǎn)上。電子束的功率以W表示，焦點(diǎn)光斑的尺寸以微米表示。我們可以將兩者分開(kāi)得到功率負載因子，以瓦特/微米(W/μm)表示。這可以被認為是斑點(diǎn)的“亮度”。如果增加光束功率但保持光斑大小不變，則亮度增加。同樣，如果減小光斑尺寸但保持功率不變，也會(huì )增加亮度。那么，為什么不制造一個(gè)無(wú)限小的點(diǎn)，用你的探測器所能承受的zui大功率呢?

目標材料選擇

無(wú)損目標(左)和凹痕目標(右)的x射線(xiàn)點(diǎn)可視化

根據靶材的特性，靶面在失效前可以承受或多或少的功率。當目標失效或出現點(diǎn)蝕時(shí)，光斑的強度會(huì )損壞目標材料，并在目標盤(pán)上燒出一個(gè)洞，一直燒到陽(yáng)極基板上，這將使光斑中的通量強度降低到其值的一小部分。上面的圖像顯示了一個(gè)未損壞的目標和一個(gè)凹痕目標在相同的尺度上——注意，在未損壞目標的光斑中心的光斑強度實(shí)際上超過(guò)了探測器的16k計數，而凹痕目標的zui大強度低于6k計數。這是因為中心zui亮的點(diǎn)已經(jīng)燒穿了目標圓盤(pán)，不再產(chǎn)生x射線(xiàn)?；叵胍幌挛覀兊姆糯箸R例子，同樣大小的焦點(diǎn)在放大鏡下可以燒傷皮膚，導致紙張燃燒，但不會(huì )對混凝土造成損害。區別不在于聚焦光斑的功率，而在于聚焦光斑所聚焦的材料的耐用性。

不同的x射線(xiàn)靶材料都有不同的性質(zhì)。鎢(W)是一個(gè)常見(jiàn)的x射線(xiàn)目標，因為它不僅產(chǎn)生干凈的軔致輻射剖面，而且它碰巧是一種具有高熔點(diǎn)的相當耐用的金屬。相反，金(Au)在某些XRF應用中產(chǎn)生非常有用的峰值，但它是一種軟金屬，相對較暗的焦點(diǎn)(即低功率負載)會(huì )對目標材料造成損害，導致如此低的可實(shí)現計數率，以至于在所有應用中都抵消了它的好處。

因為W是成像應用中常見(jiàn)的目標材料選擇，所以我們將重點(diǎn)關(guān)注W目標源。標準W靶x射線(xiàn)管的功率載荷為1W/μm。當功率超過(guò)1W/μm時(shí)，該光斑產(chǎn)生的功率過(guò)大，目標無(wú)法處理，目標磁盤(pán)將被損壞，有時(shí)在幾秒鐘內就會(huì )損壞。Micro - X-Ray開(kāi)發(fā)了一種目標材料結構，使用金剛石襯底將熱量從斑點(diǎn)轉移到陽(yáng)極，比標準目標結構更有效。這使得我們的功率負載比非金剛石支持的目標增加50%，允許1.5W/μm的功率負載數。

更高的功率負載支持更快的圖像

這一切意味著(zhù)什么?如果我們還記得第1部分，你接觸到的光子越多，你得到圖像的速度就越快。例如，如果你需要1000萬(wàn)個(gè)光子來(lái)撞擊你的探測器，你可以通過(guò)增加50%的功率來(lái)提高50%的速度。有了我們的菱形目標，你就可以做到這一點(diǎn)，并更快地積累你的1000萬(wàn)個(gè)計數，以提高你的線(xiàn)速度。

或者，如果您在流程中有固定的時(shí)間來(lái)拍攝圖像，該怎么辦?我們的鉆石靶也可以提供幫助，通過(guò)讓您減少焦點(diǎn)光斑尺寸，同時(shí)保持功率一致。這將在您定義的處理時(shí)間內產(chǎn)生更高分辨率的圖像。

微x射線(xiàn)金剛石陽(yáng)極產(chǎn)品

我們的Microbox集成x射線(xiàn)源和我們的Seeray水冷x射線(xiàn)管都包含我們du特的鎢/金剛石陽(yáng)極技術(shù)。

Microbox操作范圍，zui大功率

就Microbox而言，這使我們能夠以業(yè)界領(lǐng)xian的1.5W/μm功率負載運行，從而實(shí)現比競爭對手更快、更清晰的圖像。無(wú)論您是對在給定光斑尺寸下zui大化功率感興趣，還是對在給定曝光時(shí)間內zui大化分辨率感興趣，Microbox的1.5W/μm功率負載將為您提供與市場(chǎng)上任何其他Microfocus源相比可測量的改進(jìn)。

就Seeray而言，我們的金剛石陽(yáng)極技術(shù)與直接水冷陽(yáng)極相結合。這允許與Microbox源相同的1.5W/μm功率負載，而直接陽(yáng)極冷卻允許光束功率達到100W或更高。直接陽(yáng)極冷卻還可以實(shí)現超快的光束穩定時(shí)間，使其成為x射線(xiàn)光學(xué)耦合和單晶XRD的理想射線(xiàn)管。

歡迎隨時(shí)聯(lián)系我們溝通射線(xiàn)源的應用，我們會(huì )幫助您權衡技術(shù)參數，并考慮各種應用限制，為您選擇合適的源。

關(guān)于昊量光電：

上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器、光電調制器、光學(xué)測量設備、光學(xué)元件等，涉及應用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學(xué)研究、國防、量子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、激光制造等；可為客戶(hù)提供完整的設備安裝，培訓，硬件開(kāi)發(fā)，軟件開(kāi)發(fā)，系統集成等服務(wù)。