聯(lián)系我們本公司最新推出單色高衍射效率點(diǎn)對點(diǎn)聚焦的對數(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，無論是小型的X熒光鈣鐵分析儀、測硫儀、硫鈣鐵分析儀、多元素分析儀，還是大型的X熒光波長色散光譜儀都是XRF光譜儀。這些XRF光譜儀本公司已生產(chǎn)了一萬多臺。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、分析時不接觸不破壞樣品、制樣方便、無需化學(xué)試劑等特點(diǎn)，但它主要用于常量的測量。
近年來，隨著小康目標(biāo)的基本達(dá)成我國正大踏步邁向發(fā)達(dá)國家，普通民眾對環(huán)境保護(hù)的意識越來越提高。為降低對環(huán)境有害污染物的排放，國家提高和制定了多項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對諸如油品、土壤、食品、大氣等中的微量有害元素的探測限的要求越來越高。如：車用燃油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中對硫濃度的限量要求從50ppm（車用汽、柴油國IV）降低到10ppm（車用汽、柴油國V、國VI）；如對汽、柴油中硅，氯元素的限量要求達(dá)到1ppm。國家環(huán)保部制定了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，如HJ829-2017環(huán)境空氣顆粒物中無機(jī)元素的測定能量色散X射線熒光光譜法、HJ830-2017環(huán)境空氣顆粒物中無機(jī)元素的測定波長色散X射線熒光光譜法、HJ780-2015土壤和沉積物無機(jī)元素的測定波長色散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。近來，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X射線源發(fā)散輻射的聚焦并同時進(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。
我們試制了鍺（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。我們就對各種人工晶體進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺大部分的人工晶體，如在波長色散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)和對數(shù)螺線（Logarithmic Spiral）旋轉(zhuǎn)等。半聚焦基于約翰幾何形狀，一個限制是低輻射收集角，克服這種限制的方法已在美國專利No.5,127,028和美國專利No.7,035,374中公開，但仍然有局限性，這2個專利都使用多個衍射晶體進(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磨成2R曲面的過程，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，所以至目前在國內(nèi)外未見有成功制造商業(yè)化全聚焦DCC晶體的報道。對數(shù)螺線基于對數(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，不同的只是對于點(diǎn)光源聚焦于一個區(qū)域，而不像全聚焦是聚焦于一個點(diǎn)。但這個區(qū)域是很小的，一般只有2mm左右，對于在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)對點(diǎn)聚集的。另外，它只需彎曲無需磨制和拼接，制造方便，所以性價比較高。
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，諸如臺式、便攜式、手持式的，單色波長色散、單色能量色散的，實(shí)驗(yàn)室用、工業(yè)用、野外現(xiàn)場用的，測輕元素、測重元素、測全元素的。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，本公司無論產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品檔次、產(chǎn)品銷量都會有一個較大的提高，將會在為我國的儀器事業(yè)做出較大貢獻(xiàn)的同時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
