X射线聚焦组合透镜的设计与制作

X射线聚焦组合透镜的设计与制作

论文摘要

X射线聚焦组合透镜是一种利用折射效应对X射线辐射聚焦的新型元件。该器件具有不需要折转光路、高温稳定性好且易冷却、结构简单紧凑等特点。随着对X射线组合透镜研制的深入和技术的改进,X射线组合透镜将在芯片无损快速探测、半导体工业中化学成分、晶体质量及机械应力的探测和分析中发挥重要作用。 利用原子散射因子数据,对常用X射线组合透镜材料在高能X射线波段的光学常数进行了计算,并分析了组合透镜设计中的材料选择问题。针对X射线波段的特性,分析了X射线组合透镜的折射和吸收效应。将X射线组合透镜聚焦装置与夫琅和费衍射装置作了比较,认为X射线组合透镜聚焦装置可被当作一种夫琅和费衍射装置。利用傅立叶变换与夫琅和费衍射的关系,采用傅立叶频谱分析方法得出了X射线组合透镜的焦面强度分布函数。并与常用的基于菲涅耳-基尔霍夫衍射理论得出的结果相比较,以此验证了傅立叶频谱分析方法的可行性。 根据焦面光强度分布函数,通过数值计算简单分析了焦面强度分布、焦点处辐射强度与组合透镜参数的变化关系。针对铜材料组合透镜,分析了组合透镜结构参数、X射线工作波长的选择对组合透镜光学性能的影响。在此基础上,设计了组合透镜的结构参数,使其在硬

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 X射线聚焦组合透镜的发展历程
  • 1.2 X射线聚焦组合透镜的应用前景
  • 1.3 X射线折射透镜的研究现状
  • 1.4 本文研究的主要内容
  • 第二章 X射线折射组合透镜的理论研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 材料的光学常数
  • 2.2.1 由理论计算获得材料的光学常数
  • 2.2.2 材料光学常数分析
  • 2.3 X射线聚焦组合透镜的基本理论研究和分析
  • 2.3.1 X射线组合透镜的折射效应分析
  • 2.3.2 X射线组合透镜的吸收效应分析
  • 2.3.3 X射线组合透镜焦面强度分布函数获取方法的分析
  • 2.4 X射线聚焦组合透镜焦面强度分布函数的获取
  • 2.4.1 将X射线平凹组合透镜整体当作一个衍射屏
  • 2.4.2 将X射线平凹组合透镜吸收效应当作一个衍射屏
  • 2.5 X射线聚焦组合透镜焦面强度分布的分析
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 铜材料聚焦组合透镜的设计与制作
  • 3.1 引言
  • 3.2 铜材料X射线组合透镜的设计
  • 3.2.1 X射线组合透镜材料的选择
  • 3.2.2 组合透镜结构参数的设计
  • 3.3 铜材料已选结构参数组合透镜的光学性能分析
  • 3.4 铜材料X射线组合透镜的准LIGA制作工艺及结构测量结果
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 X射线折衍射组合透镜的前期研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 折衍射设计基本原理简介
  • 4.3 折衍射透镜理论设计简介
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 附录
  • 附录1 部分材料的光学常数
  • 氧化铝的光学常数
  • 氧化硼的光学常数
  • 碳化硅的光学常数
  • 聚脂薄膜的光学常数
  • 聚苯乙烯的光学常数
  • 聚酰亚胺的光学常数
  • 附录2 文中图表的MATLAB程序
  • 图2.2(a)、(b)的MATLAB程序
  • 图3.1(a)、(b)的MATLAB程序
  • 图3.2的MATLAB程序
  • 图3.3的MATLAB程序
  • 图3.4的MATLAB程序
  • 图3.5的MATLAB程序
  • 图3.6的MATLAB程序
  • 图4.3的MATLAB程序
  • 致谢
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