摘要：利用光线追迹原理建立的圆锥形X光导管的计算模型,对圆锥形X光导管传输特性进行了系统的理论研究。通过对X射线经过锥管的光强分布计算,得到光源尺寸和锥管入口直径共同影响光强分布形式的结论。计算了锥管功率密度增益K随距离锥管出口不同位置f2的变化规律。研究了功率密度增益随光源尺寸的变化规律。最后以等效距离为标准讨论了锥管的优化设计。

摘要：基于Python语言设计了一款毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件QMXRS(quantitative analysis of micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectra)并实现其在毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合方面的应用。QMXRS具有小波降噪、本底扣除、能量刻度、元素特征峰的识别、分峰和拟合、能谱的批处理和元素分布成像等功能。毛细管聚焦的X射线荧光分析技术采用毛细管X光透镜对X射线源激发出的X射线束进行聚焦导致X射线荧光光谱分布发生改变。这一变化影响了毛细管聚焦的X射线荧光光谱本底分布。因此QMXRS利用本底预估模型对毛细管聚焦的X荧光光谱本底进行本底分布的修正;同时在全谱拟合过程中,利用半高宽与能量的关系对高斯峰半高宽进行约束,减少高斯峰模型中变量,在保证全谱拟合收敛的同时提高了拟合速度。为验证上述方法的可行性,分别利用QMXRS,PyMca(python multichannel analyzer)和QXAS(quantitative X-ray analysis system)三款软件分析NIST 610标准样品的毛细管聚焦的微束X射线荧光光谱,并对比三款软件的元素特征峰拟合结果。结果表明,相较于QXAS和PyMca采用的非最小二乘法拟合,QMXRS采用约束化的非线性最小二乘法进行拟合能有效的减少能谱拟合过程中带来的误差,提高分析数据的准确度。

摘要：针对不同样品的分析需求,本文设计了几种不同类型的微束X射线荧光谱仪。用高精度激光位移传感器实时校正样品表面被测量点与毛细管透镜出端之间的距离,以减少形状不规则的古陶瓷样品测量时带来的误差;利用毛细管X光透镜传输能量高于25keV的X射线效率低的特点,将其应用于高铅釉瓷器彩料的无损分析中;采用大功率X射线源,扫描分析了大米中K、Ca等元素分布;以人民币5角硬币为例,研究了能量色散的微束X射线衍射方法。研究结果表明,本文研发的微束X射线荧光谱仪在生物样品和文物样品的分析研究中有广泛的应用前景。

摘要：设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸的方法:多毛细管准直器法。整体玻璃毛细管X射线准直器是由数105根内径为几微米的单玻璃毛细管组成的X射线光学器件,X射线光源发出的发散X射线光束被多毛细管准直器约束后变为准平行束。准平行束的截面直径是X射线光源焦斑直径的函数,通过测量准平行束不同位置处的截面直径,利用线性拟合可得到X射线光源的焦斑直径。分别利用多毛细管准直器法和常用的小孔成像法测量了同一微焦斑X射线光源的焦斑直径,测量结果分别为60.8和59.4μm。多毛细管准直器法对焦斑直径在亚微米量级或更小X射线源的焦斑尺寸测量中将显示出更多的优势。

摘要：提出了利用毛细管X光会聚透镜(CFXRL)提取潜指纹的方法——特征X射线成像法。为了利用该法提取潜指纹,设计了基于CFXRL和实验室普通X射线光源的微束X射线荧光谱仪,CFXRL的焦斑直径和放大倍数分别为32.2μm和2940。这便于在高空间分辨下测量潜指纹中化学元素对应的特征X射线,从而实现快速获取潜指纹的目的。另外,特征X射线成像法还可以判断指纹所有者在留下指纹前接触过的物质种类,这对刑侦鉴别也具有重要的应用价值。实验证明,CFXRL在潜指纹提取中存在着潜在的应用价值。

摘要：研究了微会聚透镜分析高铅样品的特征,采用基于微会聚透镜的微束X射线荧光无损定量分析了一片清代彩绘瓷彩料中的元素含量,同时扫描分析了彩料中某一特定区域的元素分布。从元素分布中可推测出清代彩绘的制作工艺是先用高铅的Mn颜料绘出图案的轮廓,然后向中间填充设计好高铅的Cu颜料,或直接用高铅的Fe混合物绘画。分析结果表明,基于微会聚透镜的微束X射线荧光分析是一种较好的高铅样品的分析手段。

摘要：塑料物证在案件分析中起着重要的作用,如何高效准确地辨别塑料的种类和来源是物证分析领域备受关注的技术。提出了利用塑料对应的＂指纹＂X射线能谱对塑料进行无损溯源分析的方法。为了得到塑料对应的＂指纹＂X射线能谱,研制了平行束毛细管X光透镜（PCXRL）,设计了基于PCXRL和实验室普通X射线光源的X射线荧光谱仪,该谱仪的最小探测极限在1~35 ng/cm2的范围内,在17.4 keV时,PCXRL整个束斑的直径为3066μm,整个束斑的放大倍数为12.7,在束斑中心有个强度均匀分布的＂坪区＂,该＂坪区＂的直径为570μm,该处的放大倍数为47.5,这便于高效准确地对各种尺寸的塑料进行溯源分析。实验证明PCXRL在塑料物证鉴别技术中有着潜在的应用价值。

摘要：为了实现对薄膜和镀层材料厚度的微区无损分析,利用多毛细管X光会聚透镜和多毛细管X光平行束透镜设计并搭建了普通实验室X射线光源的共聚焦微束X射线荧光测厚仪,对该共聚焦测厚仪的性能进行了系统表征。利用该测厚仪测定了厚度约为25μm的Ni独立薄膜样品和压于硅基表面厚度约为15μm的Ni薄膜样品厚度,对应它们的相对测量误差分别为3.7%和6.7%。另外,还对厚度约为10μm Ni薄膜样品的厚度均匀性进行了测量。该共聚焦测厚仪可以对样品进行微区深度分析,并且具有元素分辨能力,从而使得该谱仪可以测量多层膜样品不同层的膜厚,在薄膜和镀层厚度表征领域具有潜在的应用。