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

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

那么，如果您想將圖像采集時(shí)間減半該怎么辦呢?應(yīng)該就像打開電源一樣簡(jiǎn)單，對(duì)吧?和所有x光的問題一樣，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)問題。

功率載荷

在這種情況下，“但是”是對(duì)目標(biāo)造成傷害的能量加載。光斑尺寸越小，功率在目標(biāo)磁盤內(nèi)的集中程度越高。如果你曾經(jīng)在夏天玩過放大鏡，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光線聚焦，當(dāng)與地面保持適當(dāng)距離時(shí)，將這些光線聚焦到一個(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，在大約半小時(shí)后可能會(huì)造成輕微的曬傷，而當(dāng)這些光線集中在一個(gè)小焦點(diǎn)上時(shí)，現(xiàn)在有可能在幾秒鐘內(nèi)引發(fā)火災(zāi)并融化蠟筆。你可以調(diào)整放大鏡的焦點(diǎn)光斑，通過改變幾何光學(xué)(在空間中上下移動(dòng)放大鏡)來產(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。

類似地，電子束中的能量通過靜電光學(xué)被集中到x射線管陽極的焦點(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得到功率負(fù)載因子，以瓦特/微米(W/μm)表示。這可以被認(rèn)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)無限小的點(diǎn)，用你的探測(cè)器所能承受的最大功率呢?

目標(biāo)材料選擇

無損目標(biāo)(左)和凹痕目標(biāo)(右)的x射線點(diǎn)可視化

根據(jù)靶材的特性，靶面在失效前可以承受或多或少的功率。當(dāng)目標(biāo)失效或出現(xiàn)點(diǎn)蝕時(shí)，光斑的強(qiáng)度會(huì)損壞目標(biāo)材料，并在目標(biāo)盤上燒出一個(gè)洞，一直燒到陽極基板上，這將使光斑中的通量強(qiáng)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(biāo)和一個(gè)凹痕目標(biāo)在相同的尺度上——注意，在未損壞目標(biāo)的光斑中心的光斑強(qiáng)度實(shí)際上超過了探測(cè)器的16k計(jì)數(shù)，而凹痕目標(biāo)的最大強(qiáng)度低于6k計(jì)數(shù)。這是因?yàn)橹行淖盍恋狞c(diǎn)已經(jīng)燒穿了目標(biāo)圓盤，不再產(chǎn)生x射線?；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(dǎo)致紙張燃燒，但絕對(duì)不會(huì)對(duì)混凝土造成損害。區(qū)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射線靶材料都有不同的性質(zhì)。鎢(W)是一個(gè)常見的x射線目標(biāo)，因?yàn)樗粌H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(dāng)耐用的金屬。相反，金(Au)在某些XRF應(yīng)用中產(chǎn)生非常有用的峰值，但它是一種軟金屬，相對(duì)較暗的焦點(diǎn)(即低功率負(fù)載)會(huì)對(duì)目標(biāo)材料造成損害，導(dǎo)致如此低的可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)率，以至于在除最專業(yè)的應(yīng)用之外的所有應(yīng)用中都抵消了它的好處。

因?yàn)閃是成像應(yīng)用中常見的目標(biāo)材料選擇，所以我們將重點(diǎn)關(guān)注W目標(biāo)源。標(biāo)準(zhǔn)W靶x射線管的功率載荷為1W/μm。當(dāng)功率超過1W/μm時(shí)，該光斑產(chǎn)生的功率過大，目標(biāo)無法處理，目標(biāo)磁盤將被損壞，有時(shí)在幾秒鐘內(nèi)就會(huì)損壞。Micro - X-Ray開發(fā)了一種獨(dú)特的目標(biāo)材料結(jié)構(gòu)，使用金剛石襯底將熱量從斑點(diǎn)轉(zhuǎn)移到陽極，比標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)結(jié)構(gòu)更有效。這使得我們的功率負(fù)載比非金剛石支持的目標(biāo)增加50%，允許1.5W/μm的功率負(fù)載數(shù)。

更高的功率負(fù)載支持更快的圖像

這一切意味著什么?如果我們還記得第一部分，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1000萬個(gè)光子來撞擊你的探測(cè)器，你可以通過增加50%的功率來提高50%的速度。有了我們的菱形目標(biāo)，你就可以做到這一點(diǎn)，并更快地積累你的1000萬個(gè)計(jì)數(shù)，以提高你的線速度。

或者，如果您在流程中有固定的時(shí)間來拍攝圖像，該怎么辦?我們的鉆石靶也可以提供幫助，通過讓您減少焦點(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(nèi)產(chǎn)生更高分辨率的圖像。

微x射線金剛石陽極產(chǎn)品

我們的Microbox集成x射線源和我們的Seeray水冷x射線管都包含我們獨(dú)特的鎢/金剛石陽極技術(shù)。

Microbox操作范圍，最大功率

就Microbox而言，這使我們能夠以業(yè)界領(lǐng)先的1.5W/μm功率負(fù)載運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更快、更清晰的圖像。無論您是對(duì)在給定光斑尺寸下最大化功率感興趣，還是對(duì)在給定曝光時(shí)間內(nèi)最大化分辨率感興趣，Microbox的1.5W/μm功率負(fù)載將為您提供與市場(chǎng)上任何其他Microfocus源相比可測(cè)量的改進(jìn)。

就Seeray而言，我們的金剛石陽極技術(shù)與獨(dú)特的直接水冷陽極相結(jié)合。這允許與Microbox源相同的1.5W/μm功率負(fù)載，而直接陽極冷卻允許光束功率達(dá)到100W或更高。直接陽極冷卻還可以實(shí)現(xiàn)超快的光束穩(wěn)定時(shí)間，使其成為x射線光學(xué)耦合和單晶XRD的理想射線管。