Стеклянная капиллярная оптика применяется в различных методах рентгеновского анализа, например, в рентгенодифракционном анализе (РДА), рентгенофлуоресцентном анализе (РФА) и в рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Развитие технологий сделало возможным сфокусировать рентгеновские лучи в пятно малого диаметра при расстоянии от источника до образца в 400 мм и более. Для микро-РФА в растровом электронном микроскопе разработано новое поколение поликапиллярной оптики, позволяющей получить фокусное пятно диаметром 10 мкм при MoKα.
Развитие поликапиллярной оптики направлено на дальнейшее уменьшение размера фокусного пятна и увеличение коэффициента прохождения. Для решения многих задач, в которых используется мощный источник излучения, необходима соответствующая высококачественная оптика. Основной целью является возможность получения фокусного пятна малого диаметра вне зависимости от расстояния до источника. Изменение диаметра капилляров и использование нового типа стекла значительно повысили коэффициент прохождения рентгеновской оптики.
Фокусирующая поликапиллярная оптика
Стеклянная капиллярная оптика применяется для коллимирования и фокусировки рентгеновского излучения. В этих элементах используется явление многократного полного внутреннего отражения рентгеновских лучей от гладкой поверхности. Оптические устройства могут включать в себя один или несколько моно или поликапилляров, которые специальным образом расположены или изогнуты в соответствии с условиями формирования рентгеновского пучка. Такие капиллярные структуры изготавливаются из специального стекла с внутренней поверхностью высочайшего качества.
Коллимирующая поликапиллярная оптика
Такие элементы можно получить получить разрезав фокусирующую линзу на две полулинзы. В зависимости от направления пучка, полулинзы могут использоваться для создания квазипараллельных рентгеновских пучков из расходящихся или для фокусировки параллельных пучков. Оптика этого типа используется в РДА.
Рентгеновод представляет собой монокапилляр цилиндрической формы. Рентгеновод коллимирует рентгеновское излучение, при этом максимальный угол расхождения рентгеновских лучей на выходе из монокапилляра соответствует критическому углу полного внутреннего отражения.
В отличие от точечной диафрагмы (pinhole) рентгеноводы значительно повышают интенсивность излучения на образце. Рентгеноводы могут иметь различные диаметры и длину капилляра в соответствии с конкретной задачей (см. спецификацию). Дополнительно рентгеновод может быть оборудован точечной диафрагмой.
Параболические монокапилляры
Рентгеновские параболические монокапилляры предназначены для фокусировки коллимированного рентгеновского излучения или для коллимации расходящихся лучей от источника рентгеновского излучения (см. схему ниже), расположенного в фокусе. Параболические монокапилляры являются системами однократного отражения. Размер фокусного пятна зависит не только от качества самой оптики, но ещё и от параметров источника.
Эллиптические монокапилляры
Эллиптические рентгеновские монокапилляры относятся к оптическим системам однократного отражения. Пространственное разрешение данной оптики зависит от технологии производства, а также от параметров источника. Конструкция монокапилляра может быть оптимизирована в соответствии с конкретной задачей. Для увеличения изображения монокапилляр (выделен на схеме жирным начертанием) должен быть расположен между источником и малой осью эллипса (2b), соответственно для уменьшения изображения – позади малой оси.
Поликапиллярные конические коллиматоры - рентгеноводы.
Конические коллиматоры представляют собой поликапиллярную рентгеновскую оптику и имеют форму усечённого конуса. Данные элементы выполняют функцию рентгеновода, а также коллимируют расходящиеся от источника рентгеновские лучи (см. схему ниже)
К примеру, рентгеноводы данного типа могут использоваться для коллимации расходящегося излучения от образца в установках рентгенофлуоресцентного или рентгенодифракционного анализа (см. схему ниже)
