【摘要】 在X射线荧光光谱仪中，只要扫描准直良好的激励入射角或探测角，便可达到1微米以下的深度分辨率，从而调节信息深度。

虽然X射线荧光光谱仪(xRF)是一种广泛应用于非破坏性元素分析的技术，但实现深度分辨率的手段却很少。一种可能性是在XRF装置中使用两个多毛细管透镜，一个在激励中，一个在检测通道中。通过重叠两个焦点，探测到的X射线荧光光谱仪信号被限制在一个典型直径几十微米的探测体积内。用这种探针体积扫描样品，可以在千分尺范围内获得深度分辨的元素信息。

 

在X射线荧光光谱仪中，只要扫描准直良好的激励入射角或探测角，便可达到1微米以下的深度分辨率，从而调节信息深度。角分辨(AR-)X射线荧光光谱法进一步区分放牧入射(GI-)和放牧发射(GE-)X射线荧光光谱，如果干涉效应出现。这些效应可以导致增强深度分辨率和提高灵敏度相对于元素质量沉积。

 

在全反射X射线荧光光谱仪和相关的X射线荧光光谱仪(TXRF)中，入射的X射线束必须经过良好的准直和单色处理(因此具有足够的相干性)，才能在样品中形成X射线驻波场。在GEXRF，有关准直和单色性的限制适用于探测通道，而不适用于利用激励干涉效应的光束。

 

因此，该方法非常适合于各种(实验室)电离源的应用，如电子枪，质子加速器，激光等离子体和X射线管，后者是最常见的。根据目标应用的不同，可以采用不同的激励和探测方案，并在下文描述的分光计概念中实现:对于光元件的定量化和优越的背景信号，适合使用波长色散(WD)探测器。

 

实际上，GEXRF和WDXRF两种技术分别需要较小的固体探测角来保持角度和能量分辨率。因此，这两种方法的结合是一种自然的方法。为了弥补WDXRF概念固有的低探测效率，使用了大功率的x射线管以达到合理的测定时间。用于痕量元素分析的GEXRF装置的另一种简单方法是使用能量色散探测器。检测效率的增加使得小型光谱仪可以使用低功耗的x射线管进行操作。

 

这里提出了一种基于能量色散区域探测器的无扫描浅层探测概念的角度分辨X射线荧光光谱仪。该仪器在能量分辨率、线性度、角分辨率和重复性等方面具有一定的特点。

 

图1安装示意图。C1，C2和C3是指两个圆柱准直器和一个矩形狭缝，减少流光，并确定研究的样品面积。底部给出了与X射线源的距离。左上角显示了用于定义检测几何形状的参数。

 

由于无需扫描测定模式，分光计的设计可以保持简单。事实上，该装置的三个主要组件是一个30W微焦点X射线管(iMOXS，HelmutFischergmbH)，一个内部生产的样品持有者，以最小化样品更换后激励位置相对于检验器的位移(参考样品持有者)和一个感光耦合组件(CCD，ikON-M934bN-DD，Andor)用作能量分散检验器(见图1)。

 

1.Baumann, D. Grötzsch, O. Scharf, T. Kodalle, R. Bergmann, F. Bilchenko, I. Mantouvalou, B. Kanngießer, A compact and efficient angle-resolved X-ray fluorescence spectrometer for elemental depth profiling, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Volume 181, 2021, 106216, ISSN 0584-8547, https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106216.

 

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