專利名稱：一種薄樣掠射x射線熒光光譜分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種光譜分析系統(tǒng)，特別是ー種X射線熒光光譜分析系統(tǒng)。
背景技術：
X射線熒光(XRF)光譜分析技術是ー種測定材料的元素組成的方法，它通過用X射線照射試樣并觀測分析試樣發(fā)出的二次熒光X射線來實現(xiàn)。一般來說，XRF系統(tǒng)包括X射線源(X光管或放射性同位素)和用于檢測從試樣發(fā)出的二次X射線并確定其能量或波長的裝置。一定能量或波長的X射線的強度與試樣中的元素含量有關，通過計算機軟件來分析數(shù)據并確定含量。傳統(tǒng)的XRF系統(tǒng)根據其X射線光譜分析方法而分為兩種，一種是能量色散(ED)系統(tǒng)，另ー種是波長色散(WD)系統(tǒng)。在能量色散系統(tǒng)中，使用能量色散探測儀，例如固態(tài)探測儀或正比計數(shù)器，用來確定從試樣發(fā)出的光子的能量譜。在波長色散系統(tǒng)中，使用晶體或多層結構從試樣發(fā)出的X射線光子中選擇特定的波長。這些傳統(tǒng)的XRF系統(tǒng)均采用高功率的X射線源對試樣進行直接照射，其缺點是，由于試樣基底的散射效應，使得出射的X熒光噪聲很大，影響了整個分析系統(tǒng)的分辨率。因此，亟需ー種能夠有效減少基底效應的X射線熒光光譜分析系統(tǒng)。

實用新型內容本實用新型提供一種薄樣掠射X射線熒光光譜分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術的缺點，并提供了額外的優(yōu)點。本實用新型的技術方案是一種薄樣掠射X射線熒光(XRF)光譜分析系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括至少ー個X射線源，用于發(fā)射初次X射線；布置在X射線源和試樣之間的束調節(jié)單元，該束調節(jié)單元將X射線源發(fā)出的初次X射線濾波為単色光，并整形成條狀；用于放置試樣的樣品載體，樣品載體是光學平坦的，樣品載體處于束調節(jié)單元出射的X射線的光路上，樣品載體的平面與X射線的夾角為ー掠射角；至少ー個X射線探測器，布置在樣品載體的法線方向，接收由試樣產生的熒光X射線；以及控制単元和記錄單元。所述束調節(jié)單元包括濾波器、狹縫、単色器和光欄。所述濾波器為石英玻璃，所述單色器為天然晶體。 所述樣品載體用作試樣的襯底,樣品載體相對試樣而言為光疏介質。所述樣品載體的材料為金或鉬。所述掠射角大于試樣的全反射臨界角，小于樣品載體的全反射臨界角。所述樣品載體在Imm2的面積內粗糙度小于5nm。所述試樣是薄樣，厚度小于lOOnm。所述試樣為多層薄樣。所述探測器為高純鍺探測器。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所提供的XRF光譜分析系統(tǒng)使用單色條狀X射線束，以掠射的方式照射的試樣上，穿透試樣進入樣品載體的X射線非常少，可以有效的減少基底效應。如米用相對試樣而言為光疏介質的樣品載體，米用介于試樣和樣品載體的全反射臨界角之間的掠射角，則進入樣品載體的X射線進一歩減少，反射出的X射線也可以被控制，X射線集中作用與試樣上，使得整個系統(tǒng)的噪聲被降低，分辨率提高。

圖1為本實用新型薄樣掠射X射線熒光光譜分析系統(tǒng)的結構原理圖。圖2為本實用新型薄樣掠射X射線熒光光譜分析系統(tǒng)的試樣附件的光路示意圖。
具體實施例現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例。如圖1所示，本實用新型提供的一種薄樣掠射X射線熒光(XRF)光譜分析系統(tǒng)包括x射線源1，用于發(fā)射初次X射線；布置在X射線源和試樣之間的束調節(jié)單元，束調節(jié)單元包括濾波器2、狹縫3、単色器4和光欄9，束調節(jié)單元將X射線源發(fā)出的初次X射線濾波為単色光，并整形成條狀；樣品載體8，樣品載體是光學平坦的，試樣7放置在樣品載體8上；由X射線源I發(fā)出的X射線通過束調節(jié)單元后，以掠射角a照射到試樣上；試樣產生的熒光X射線，由布置在樣品載體的法線方向X射線探測器5接收。圖中，6為參考平面。如圖2所示，以掠射角a照射到試樣上的X射線，一部分被試樣直接反射，另一部分穿透進入試樣被樣品載體反射，當a很小的時候，穿透進入樣品載體的X射線很少，因此，形成如圖2所示的射線分布，區(qū)域I和區(qū)域II為駐波場，其中區(qū)域II的駐波場作用于試樣，使試樣中的各種元素發(fā)射X熒光；區(qū)域III為干涉波，其強度可以通過改變a進ー步調節(jié)。為使系統(tǒng)取得更好的分析效果，可以采用相對試樣7而言為光疏介質的材料(如金或鉬)制作樣品載體8，并保證樣品載體在Imm2的面積內粗糙度小于5nm，以及采用介于試樣和樣品載體的全反射臨界角之間的掠射角a。本實用新型提供的XRF光譜分析系統(tǒng)最適合分析厚度小于IOOnm的薄樣或多層薄樣，對于厚樣或形狀不規(guī)則樣品的效果略差。因此需要較為精細的前處理過程。以上所揭露的僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，不能以此來限定本實用新型之權利范圍，依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
權利要求1.一種薄樣掠射X射線熒光(XRF)光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 至少一個X射線源，用于發(fā)射初次X射線； 布置在X射線源和試樣之間的束調節(jié)單元，該束調節(jié)單元將X射線源發(fā)出的初次X射線濾波為單色光，并整形成條狀； 用于放置試樣的樣品載體，樣品載體是光學平坦的，樣品載體處于束調節(jié)單元出射的X射線的光路上，樣品載體的平面與X射線的夾角為一掠射角； 至少一個X射線探測器，布置在樣品載體的法線方向，接收由試樣產生的熒光X射線； 以及控制單元和記錄單元。
2.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述束調節(jié)單元包括濾波器、狹縫、單色器和光欄。
3.如權利要求2所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器為石英玻璃，所述單色器為天然晶體。
4.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品載體用作試樣的襯底，樣品載體相對試樣而言為光疏介質。
5.如權利要求4所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品載體的材料為金或鉬。
6.如權利要求4所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述掠射角大于試樣的全反射臨界角，小于樣品載體的全反射臨界角。
7.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品載體在Imm2的面積內粗糙度小于5nm。
8.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述試樣是薄樣，厚度小于IOOnm0
9.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述試樣為多層薄樣。
10.如權利要求1所述的XRF光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器為高純鍺探測器。
專利摘要一種薄樣掠射X射線熒光光譜分析系統(tǒng)，包括至少一個X射線源，用于發(fā)射初次X射線；布置在X射線源和試樣之間的束調節(jié)單元，該束調節(jié)單元將X射線源發(fā)出的初次X射線濾波為單色光，并整形成條狀；用于放置試樣的樣品載體，樣品載體是光學平坦的，樣品載體處于束調節(jié)單元出射的X射線的光路上，樣品載體的平面與X射線的夾角為一掠射角；至少一個X射線探測器，布置在樣品載體的法線方向，接收由試樣產生的熒光X射線；以及控制單元和記錄單元。本實用新型所提供的XRF光譜分析系統(tǒng)使用單色條狀X射線束，以掠射的方式照射的試樣上，穿透試樣進入樣品載體的X射線非常少，可以有效的減少基底效應，提高系統(tǒng)的分辨率，降低檢出限。
文檔編號G01N23/223GK202870005SQ201220270630
公開日2013年4月10日 申請日期2012年6月9日 優(yōu)先權日2012年6月9日
發(fā)明者董寧, 劉攀超, 戴煦, 陳君, 駱成 申請人:深圳市華測檢測技術股份有限公司