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专利名称：一种薄样掠射x射线荧光光谱分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光谱分析系统，特别是ー种X射线荧光光谱分析系统。
背景技术：
X射线荧光(XRF)光谱分析技术是ー种测定材料的元素组成的方法，它通过用X射线照射试样并观测分析试样发出的二次荧光X射线来实现。一般来说，XRF系统包括X射线源(X光管或放射性同位素)和用于检测从试样发出的二次X射线并确定其能量或波长的装置。一定能量或波长的X射线的强度与试样中的元素含量有关，通过计算机软件来分析数据并确定含量。 传统的XRF系统根据其X射线光谱分析方法而分为两种，一种是能量色散(ED)系统，另ー种是波长色散(WD)系统。在能量色散系统中，使用能量色散探测仪，例如固态探测仪或正比计数器，用来确定从试样发出的光子的能量谱。在波长色散系统中，使用晶体或多层结构从试样发出的X射线光子中选择特定的波长。这些传统的XRF系统均采用高功率的X射线源对试样进行直接照射，其缺点是，由于试样基底的散射效应，使得出射的X荧光噪声很大，影响了整个分析系统的分辨率。因此，亟需ー种能够有效减少基底效应的X射线荧光光谱分析系统。

发明内容
本发明提供一种薄样掠射X射线荧光光谱分析系统，该系统克服了现有技术的缺点，并提供了额外的优点。本发明的技术方案是一种薄样掠射X射线荧光(XRF)光谱分析系统，其特征在干，该系统包括至少ー个X射线源，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，该束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为単色光，并整形成条状；用于放置试样的样品载体，样品载体是光学平坦的，样品载体处于束调节单元出射的X射线的光路上，样品载体的平面与X射线的夹角为ー掠射角；至少ー个X射线探测器，布置在样品载体的法线方向，接收由试样产生的荧光X射线；以及控制単元和记录单元。所述束调节单元包括滤波器、狭缝、単色器和光栏。所述滤波器为石英玻璃，所述单色器为天然晶体。所述样品载体用作试样的衬底，样品载体对试样为光疏介质。所述样品载体的材料为金或钼。所述掠射角大于试样的全反射临界角，小于样品载体的全反射临界角。所述样品载体在Imm2的面积内粗糙度小于5nm。所述试样是薄样，厚度小于lOOnm。所述试样为多层薄样。所述探测器为高纯锗探测器。与现有技术相比，本发明所提供的XRF光谱分析系统使用单色条状X射线束，以掠射的方式照射的试样上，穿透试样进入样品载体的X射线非常少，可以有效的減少基底效应。如采用对试样为光疏介质的样品载体，采用介于试样和样品载体的全反射临界角之间的掠射角，则进入样品载体的X射线进一歩減少，反射出的X射线也可以被控制，X射线集中作用与试样上，使得整个系统的噪声被降低，分辨率提高。


图I为本发明薄样掠射X射线荧光光谱分析系统的结构原理图。图2为本发明薄样掠射X射线荧光光谱分析系统的试样附件的光路示意图。
具体实施例现在參考附图描述本发明的实施例。
如图I所示，本发明提供的一种薄样掠射X射线荧光(XRF)光谱分析系统包括X射线源1，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，束调节单元包括滤波器2、狭缝3、単色器4和光栏9，束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为单色光，并整形成条状；样品载体8，样品载体是光学平坦的，试样7放置在样品载体8上；由X射线源I发出的X射线通过束调节单元后，以掠射角α照射到试样上；试样产生的荧光X射线，由布置在样品载体的法线方向X射线探测器5接收。图中，6为參考平面。如图2所示，以掠射角α照射到试样上的X射线，一部分被试样直接反射，另一部分穿透进入试样被样品载体反射，当α很小的时候，穿透进入样品载体的X射线很少，因此，形成如图2所示的射线分布，区域I和区域II为驻波场，其中区域II的驻波场作用于试样，使试样中的各种元素发射X荧光；区域III为干涉波，其強度可以通过改变α进ー步调节。为使系统取得更好的分析效果，可以采用对试样7为光疏介质的材料(如金或钼)制作样品载体8，并保证样品载体在Imm2的面积内粗糙度小于5nm，以及采用介于试样和样品载体的全反射临界角之间的掠射角α。本发明提供的XRF光谱分析系统最适合分析厚度小于IOOnm的薄样或多层薄样，对于厚样或形状不规则样品的效果略差。因此需要较为精细的前处理过程。以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种薄样掠射X射线荧光(XRF)光谱分析系统，其特征在于，该系统包括至少一个X射线源，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，该束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为单色光，并整形成条状；用于放置试样的样品载体，样品载体是光学平坦的，样品载体处于束调节单元出射的X 射线的光路上，样品载体的平面与X射线的夹角为一掠射角；至少一个X射线探测器，布置在样品载体的法线方向，接收由试样产生的荧光X射线； 以及控制单元和记录单元。
2.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述束调节单元包括滤波器、 狭缝、单色器和光栏。
3.如权利要求2所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述滤波器为石英玻璃，所述单色器为天然晶体。
4.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述样品载体用作试样的衬底，样品载体对试样为光疏介质。
5.如权利要求4所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述样品载体的材料为金或钼。
6.如权利要求4所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述掠射角大于试样的全反射临界角，小于样品载体的全反射临界角。
7.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述样品载体在Imm2的面积内粗糙度小于5nm。
8.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述试样是薄样，厚度小于 IOOnm0
9.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述试样为多层薄样。
10.如权利要求I所述的XRF光谱分析系统，其特征在于，所述探测器为高纯锗探测器。
全文摘要
一种薄样掠射X射线荧光光谱分析系统，包括至少一个X射线源，用于发射初次X射线；布置在X射线源和试样之间的束调节单元，该束调节单元将X射线源发出的初次X射线滤波为单色光，并整形成条状；用于放置试样的样品载体，样品载体是光学平坦的，样品载体处于束调节单元出射的X射线的光路上，样品载体的平面与X射线的夹角为一掠射角；至少一个X射线探测器，布置在样品载体的法线方向，接收由试样产生的荧光X射线；以及控制单元和记录单元。本发明所提供的XRF光谱分析系统使用单色条状X射线束，以掠射的方式照射的试样上，穿透试样进入样品载体的X射线非常少，可以有效的减少基底效应，提高系统的分辨率，降低检出限。
文档编号G01N23/223GK102692426SQ20121018880
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月9日 优先权日2012年6月9日
发明者刘攀超, 戴煦, 董宁, 陈君, 骆成 申请人:深圳市华测检测技术股份有限公司