聯(lián)系我們本公司最新推出單色高衍射效率點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦的對(duì)數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)雙曲面人工晶體（LSDCC）
本公司主要從事各種電子儀器特別是X射線類儀器的開發(fā)和生產(chǎn)。本公司的主要產(chǎn)品是X射線熒光光譜儀，無(wú)論是小型的X熒光鈣鐵分析儀、測(cè)硫儀、硫鈣鐵分析儀、多元素分析儀，還是大型的X熒光波長(zhǎng)色散光譜儀都是XRF光譜儀。這些XRF光譜儀本公司已生產(chǎn)了一萬(wàn)多臺(tái)。但這些XRF光譜儀都是屬于傳統(tǒng)意義上的XRF光譜儀。 傳統(tǒng)意義上的XRF光譜儀雖然具有速度快、精度高、分析時(shí)不接觸不破壞樣品、制樣方便、無(wú)需化學(xué)試劑等特點(diǎn)，但它主要用于常量的測(cè)量。
近年來(lái)，隨著小康目標(biāo)的基本達(dá)成我國(guó)正大踏步邁向發(fā)達(dá)國(guó)家，普通民眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越提高。為降低對(duì)環(huán)境有害污染物的排放，國(guó)家提高和制定了多項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)諸如油品、土壤、食品、大氣等中的微量有害元素的探測(cè)限的要求越來(lái)越高。如：車用燃油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)硫濃度的限量要求從50ppm（車用汽、柴油國(guó)IV）降低到10ppm（車用汽、柴油國(guó)V、國(guó)VI）；如對(duì)汽、柴油中硅，氯元素的限量要求達(dá)到1ppm。國(guó)家環(huán)保部制定了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，如HJ829-2017環(huán)境空氣顆粒物中無(wú)機(jī)元素的測(cè)定能量色散X射線熒光光譜法、HJ830-2017環(huán)境空氣顆粒物中無(wú)機(jī)元素的測(cè)定波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法、HJ780-2015土壤和沉積物無(wú)機(jī)元素的測(cè)定波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法等等。
降低XRF光譜儀檢出限的途徑是增加有效輻射和降低背景信號(hào)。近來(lái)，X射線光學(xué)器件得到很大的發(fā)展。一種現(xiàn)有的X射線光學(xué)器件，雙彎曲晶體DCC（Doubly Curved Crystals），其基于光學(xué)晶體（例如，鍺（Ge）或硅（Si）晶體）對(duì)X射線源發(fā)散輻射的聚焦并同時(shí)進(jìn)行單色化。使用這種DCC的低功率X射線源XRF光譜儀，其檢出限能達(dá)到亞ppm級(jí)別。
本公司自2016年年初起開始研制DCC晶體。本公司集聚公司所有精英，查閱了大量國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料和專利，做了大量的實(shí)驗(yàn)，試制了不同材料做成的不同類型的DCC晶體。
我們?cè)囍屏随N（Ge）、硅（Si）、氟化鋰（LiF），石英等天然晶體，雖然它們的衍射效率較高，但這些晶體的光譜分辨率太高，只能部分衍射X光管靶材的特征X射線，所以積分反射率低。我們就對(duì)各種人工晶體進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺(jué)大部分的人工晶體，如在波長(zhǎng)色散XRF光譜儀中用的最多的多層晶體，其衍射效率還低于天然晶體，雖然它們的光譜分辨率不高，但積分反射率也較低。最終我們找到了我們稱之為DM的人工晶體，DM晶體的積分衍射率是天然晶體的3到10倍，是目前世界上最高的。
我們還對(duì)雙彎曲面進(jìn)行了研究。諸如半聚焦（Johann）旋轉(zhuǎn)，全聚焦（Johansson）旋轉(zhuǎn)和對(duì)數(shù)螺線（Logarithmic Spiral）旋轉(zhuǎn)等。半聚焦基于約翰幾何形狀，一個(gè)限制是低輻射收集角，克服這種限制的方法已在美國(guó)專利No.5,127,028和美國(guó)專利No.7,035,374中公開，但仍然有局限性，這2個(gè)專利都使用多個(gè)衍射晶體進(jìn)行拼接的方法，所以難以制造。全聚焦基于約翰遜幾何形狀，理論上全聚焦是完全滿足衍射條件且是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦的，所以是最好的。但全聚焦DCC的制造工藝極其復(fù)雜，除彎曲外它必須有一個(gè)磨成2R曲面的過(guò)程，人工晶體是不可能磨制的，而天然晶體如Si，Ge等是很脆的，極不容易磨制，所以至目前在國(guó)內(nèi)外未見有成功制造商業(yè)化全聚焦DCC晶體的報(bào)道。對(duì)數(shù)螺線基于對(duì)數(shù)螺線幾何形狀，理論上與全聚焦相同，也是完全滿足衍射條件的，不同的只是對(duì)于點(diǎn)光源聚焦于一個(gè)區(qū)域，而不像全聚焦是聚焦于一個(gè)點(diǎn)。但這個(gè)區(qū)域是很小的，一般只有2mm左右，對(duì)于在X射線熒光光譜儀中用作激發(fā)光源單色器的X射線光學(xué)器件，可認(rèn)為是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。另外，它可以采用所有晶體包括人工晶體制造，并且一般情況下不用拼接，容易制造。
最終經(jīng)本公司技術(shù)精英2年多的刻苦專研，研制成對(duì)數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)雙曲面人工晶體（LSDCC）。其完全滿足衍射條件，并可以認(rèn)為是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚集的，采用具有已知晶體中最大積分反射率的DM人工晶體，所以是單色高衍射效率點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚集的。另外，它只需彎曲無(wú)需磨制和拼接，制造方便，所以性價(jià)比較高。
該晶體的推出定將極大地提高XRF光譜儀的靈敏度，降低XRF光譜儀的檢出限，實(shí)現(xiàn)XRF光譜儀的小型化。該晶體的推出會(huì)是本公司的一大利器，將使本公司的X熒光光譜儀提高到國(guó)際先進(jìn)水平。該晶體的推出將使本公司在今后的幾年里陸續(xù)推出各種不同類型的單色激發(fā)X射線熒光光譜儀，諸如臺(tái)式、便攜式、手持式的，單色波長(zhǎng)色散、單色能量色散的，實(shí)驗(yàn)室用、工業(yè)用、野外現(xiàn)場(chǎng)用的，測(cè)輕元素、測(cè)重元素、測(cè)全元素的。這些單色激發(fā)的XRF光譜儀將用于各行各業(yè)，特別是需要測(cè)量微量元素的油品，環(huán)保，食品等行業(yè)。
我們相信，隨著今后幾年多種不同類型的單色激發(fā)XRF光譜儀的推出，本公司無(wú)論產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品檔次、產(chǎn)品銷量都會(huì)有一個(gè)較大的提高，將會(huì)在為我國(guó)的儀器事業(yè)做出較大貢獻(xiàn)的同時(shí)使本公司得到飛躍式的發(fā)展。
上海愛斯特電子有限公司
2018年3月8日
