射线发生装置以及射线管的制作方法

本发明实施例涉及射线管，尤其涉及一种射线发生装置以及射线管。

背景技术：

1、微焦点x射线管通常通过电子束轰击阳极靶产生x射线，产生的x射线可用于成像、检测等场景。

2、现有微焦点x射线管中，通常利用电子光学透镜系统对电子束进行聚束，使电子束会聚至阳极靶表面，从而形成微小焦斑。为了进一步减小焦斑尺寸，现有技术通过多级静电透镜或磁透镜对电子束进行逐级压缩，使电子束尽可能以较小束斑轰击阳极靶。然而，连续压缩会聚之后的电子束在进入后级校正结构时的束径较小，导致校正结构对电子束束流分布、像散以及束斑形态的调节灵敏度较低，会造成焦斑尺寸增大、焦斑漂移以及x射线输出稳定性下降。此外，根据电子光学成像原理，当需要获得更小的电子束焦斑时，通常需要降低电子光学放大倍率，但随着放大倍率降低，电子束束流强度也随之下降，因此传统电子光学系统难以兼顾超微焦点形成与高亮度射线输出。

技术实现思路

1、本发明提供一种射线发生装置以及射线管，以提高电子束轰击靶材时的微焦点形成稳定性以及射线输出稳定性。

2、本发明第一方面提供一种射线发生装置，射线发生装置包括：电子束发射模块、扩束模块、电子束校正模块以及阳极靶；

3、沿第一方向，所述电子束发射模块、所述扩束模块、所述电子束校正模块和所述阳极靶依次排列；

4、所述电子束发射模块用于发射电子束；

5、所述扩束模块位于所述电子束发射模块靠近所述阳极靶的一侧；所述扩束模块用于对所述电子束进行扩束；

6、所述电子束校正模块位于所述扩束模块靠近所述阳极靶的一侧；所述电子束校正模块用于对扩束后的所述电子束进行整形；

7、经所述电子束校正模块整形后的所述电子束用于轰击所述阳极靶，以使所述阳极靶产生射线。

8、可选的，射线发生装置还包括：提取电极；

9、所述提取电极位于所述电子束发射模块和所述扩束模块之间；

10、所述提取电极相对于所述电子束发射模块具有正电位；

11、所述提取电极用于提取小于或等于预设发散角度的所述电子束，并使小于或等于所述预设发散角度的所述电子束发射至所述扩束模块。

12、可选的，所述扩束模块包括减速电极和阳极电极；

13、所述阳极电极位于所述减速电极靠近所述阳极靶的一侧；

14、所述减速电极相对于所述提取电极具有负电位，所述阳极电极接地。

15、可选的，沿所述第一方向，所述减速电极与所述阳极电极之间的距离为l1，所述减速电极与所述电子束发射模块的距离为l2，所述减速电极与所述阳极靶之间的距离为l3；

16、其中，l1＜l2；l2＜l3。

17、可选的，所述提取电极具有供所述电子束通过的提取电极孔；所述提取电极孔的孔径为d1；

18、所述减速电极具有供所述电子束通过的减速电极孔；所述减速电极孔的孔径为d2；

19、所述阳极电极具有供所述电子束通过的阳极电极孔；

20、其中，d1＜d2/2。

21、可选的，射线发生装置还包括：发射极对中机构、提取极对中机构和阳极对中机构；

22、所述发射极对中机构和所述电子束发射模块连接，所述提取极对中机构和所述提取电极连接，所述阳极对中机构和所述阳极电极连接；

23、所述发射极对中机构用于沿第二方向调整所述电子束发射模块的位置，所述提取极对中机构用于沿第二方向调整所述提取电极的位置，所述阳极对中机构用于沿第二方向调整所述阳极电极的位置，以使所述电子束发射模块发射的所述电子束的传输轴、所述提取电极孔、所述减速电极孔和所述阳极电极孔沿所述第一方向对齐；

24、其中，所述第二方向与所述第一方向相交。

25、可选的，所述电子束发射模块包括钨单晶发射尖端以及围绕所述钨单晶发射尖端设置的抑制极；

26、所述钨单晶发射尖端表面设置有氧化锆层；所述钨单晶发射尖端用于产生所述电子束；

27、所述抑制极包括供所述电子束通过的出射开口，所述抑制极用于抑制所述电子束发射模块的外部电场和/或外部磁场对所述电子束的影响。

28、可选的，沿所述第一方向，所述钨单晶发射尖端与所述提取电极之间的距离为l4；

29、其中，l4≥3mm。

30、可选的，所述电子束校正模块为消像散器。

31、本发明第二方面提供一种射线管，射线管包括：权利要求1-9任一项所述的射线发生装置。

32、本发明的技术方案，通过在射线发生装置中设置沿第一方向依次排列的电子束发射模块、扩束模块、电子束校正模块和阳极靶，使电子束发射模块发射的电子束能够依次经过扩束模块和电子束校正模块后轰击阳极靶，以使阳极靶产生射线。扩束模块设置于电子束发射模块靠近阳极靶的一侧，以能够在电子束进入电子束校正模块之前对电子束进行预扩束，使电子束形成较大的横向分布范围。扩束后的电子束能够覆盖电子束校正模块的更大有效校正区域，使电子束校正模块能够更加充分地作用于电子束的不同横向区域，从而提高电子束校正模块对电子束束流分布、像散状态以及束斑形态的校正灵敏度和校正能力。电子束校正模块设置于扩束模块靠近阳极靶的一侧，能够对预扩束后的电子束进行整形校正，使电子束在后续聚束过程中具有更好的束流均匀性和传输稳定性。经电子束校正模块校正后的电子束能够更加稳定地轰击阳极靶，并在阳极靶上形成稳定的微小焦斑，从而降低焦点漂移和束斑畸变的风险，提高电子束微焦点形成稳定性，并提高射线输出稳定性。

33、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种射线发生装置，其特征在于，包括：电子束发射模块、扩束模块、电子束校正模块以及阳极靶；

2.根据权利要求1所述的射线发生装置，其特征在于，还包括：提取电极；

3.根据权利要求2所述的射线发生装置，其特征在于，所述扩束模块包括减速电极和阳极电极；

4.根据权利要求3所述的射线发生装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述减速电极与所述阳极电极之间的距离为l1，所述减速电极与所述电子束发射模块的距离为l2，所述减速电极与所述阳极靶之间的距离为l3；

5.根据权利要求3所述的射线发生装置，其特征在于，所述提取电极具有供所述电子束通过的提取电极孔；所述提取电极孔的孔径为d1；

6.根据权利要求5所述的射线发生装置，其特征在于，还包括：发射极对中机构、提取极对中机构和阳极对中机构；

7.根据权利要求2所述的射线发生装置，其特征在于，所述电子束发射模块包括钨单晶发射尖端以及围绕所述钨单晶发射尖端设置的抑制极；

8.根据权利要求7所述的射线发生装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述钨单晶发射尖端与所述提取电极之间的距离为l4；

9.根据权利要求1所述的射线发生装置，其特征在于，所述电子束校正模块为消像散器。

10.一种射线管，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的射线发生装置。