CN111627786A - 微型x射线源及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线源技术领域，具体涉及一种微型X射线源及其制备方法。本发明的微型X射线源包括基座、管帽和片上微型电子源，基座上设置有管脚；管帽设置在基座上，并位于基座的上方，且管帽上设置有通孔，通孔上连接有阳极，阳极、基座和管帽形成密闭真空腔体；片上微型电子源上设置在基座上，并位于密闭真空腔体内，且片上微型电子源的驱动电极和阳极均与管脚相连接。本方案中通过片上微型电子源作为电子发射阴极，设在基座上并位于密闭真空腔体内，片上微型电子源采用微纳加工技术而制得，具有体积小、功耗低、放射性低、批量制备成本低等优点，并可广泛应用于近距离X射线放疗、便携式X射线检测和分析等场景。

Description

微型X射线源及其制备方法

技术领域

本发明涉及X射线源技术领域，具体涉及一种微型X射线源及其制备方法。

背景技术

X射线源用于产生X射线，其广泛应用于健康检查、放疗、安全检查、工业探伤、材料分析等领域。传统的X射线源主要包括热发射阴极、阳极和玻璃真空腔体，热发射阴极发射电子，由于高势能差，电子在玻璃真空腔体内加速运动，然后轰击到阳极并在阳极发生韧致辐射和原子内壳层电子跃迁，从而产生X射线。

现有技术中，热发射阴极通常是由灯丝制备，具有体积大、功耗高、发射电流波动大、开关延迟时间长、批量生产难度大等特点，除此之外，现有的玻璃真空腔体体积大，工艺制备复杂，批量生产成本高，致使现有的X射线源一般也具有较大的体积、较高的功耗、较长的开关响应时间以及较高的生产成本，这些问题限制了现有的X射线源在很多场景的应用，尤其在微型化场景的应用。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的X射线源体积大、功耗高、发射电流波动大、开关延迟时间长、批量生产难度大等的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种微型X射线源，所述微型X射线源包括：

基座，所述基座上设置有管脚；

管帽，所述管帽设置在所述基座上，并位于所述基座的上方，且所述管帽上设置有通孔，所述通孔上连接有阳极，所述阳极、所述基座和所述管帽形成密闭真空腔体；

片上微型电子源，所述片上微型电子源上设置在所述基座上，并位于所述密闭真空腔体内，且所述片上微型电子源的驱动电极和所述阳极均与所述管脚相连接。

根据本发明的微型X射线源中，通过片上微型电子源作为电子发射阴极，并设在基座上，位于密闭真空腔体内，同时，片上微型电子源采用微纳加工技术而制得，相对于现有技术中基于热灯丝作为电子发射阴极的传统X射线源，本申请的微型X射线源具有体积小、功耗低、放射性低、批量制备成本低等优点，并可广泛应用于近距离X射线放疗、便携式X射线检测和分析等场景。

另外，根据本发明的微型X射线源，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述微型X射线源还包括吸气剂，所述吸气剂设置在所述密闭真空腔体内，用于吸收所述密闭真空腔体内的气体。

在本发明的一些实施例中，所述片上微型电子源为片上微型热发射电子源或片上微型隧穿发射电子源。

在本发明的一些实施例中，所述片上微型热发射电子源包括衬底、热电子发射体、第一电极和第二电极；

所述衬底上设置有沟槽；

所述第一电极上设置有第一延伸电极，所述第二电极上设置有第二延伸电极，所述沟槽位于所述第一延伸电极和所述第二延伸电极之间；

所述热电子发射体设置在所述衬底上，并与连接于所述第一延伸电极和所述第二延伸电极之间，且所述热电子发射体悬空设于所述沟槽上。

在本发明的一些实施例中，所述片上微型隧穿发射电子源包括衬底、阻变材料层、第一电极和第二电极；

所述阻变材料层设置在所述衬底上；

所述第一电极和所述第二电极相间隔设置在所述阻变材料层上，且所述第一电极上设置有第一延伸部，所述第二电极上设置有第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部相对应设置，且所述第一延伸部和所述第二延伸部之间具有间隙。

在本发明的一些实施例中，所述阳极包括靶层和支撑层；

所述靶层设置在所述通孔处，并靠近所述片上微型电子源的一侧；

所述支撑层设置在所述靶层的上方，并与所述管帽相连接，且所述支撑层设于远离所述片上微型电子源的一侧。

在本发明的一些实施例中，所述微型X射线源还包括屏蔽外壳，所述屏蔽外壳包裹在所述基座、所述管帽、所述阳极和所述管脚的外侧，且所述屏蔽外壳上设置有出射窗口和接线出口，所述出射窗口位于所述阳极的上方，所述接线出口位于所述基座的下方。

在本发明的一些实施例中，所述微型X射线源还包括控制单元，所述控制单元与所述管脚相连接，用于对所述微型X射线源提供电压驱动和控制。

本发明的另一方面还提出了一种微型X射线源的制备方法，所述微型X射线源的制备方法包括如下步骤：

采用微纳加工工艺制备片上微型电子源；

采用材料成型工艺制备带有通孔的管帽、带有管脚的基座、阳极以及金属屏蔽外壳；

采用粘结或焊接方式将片上微型电子源固定在所述基座上，并将所述片上微型电子源的驱动电极与基座上的管脚连接；

采用真空焊接技术将所述管帽、所述基座和所述阳极之间制备成密闭真空腔体。

在本发明的一些实施例中，所述阳极包括靶层和支撑层；

所述靶层由金、银、钨、钌、铜材料制备，所述靶层的厚度为0.5～10um，用于产生X射线；

所述支撑层由铍或碳材料制备，支撑层的厚度为50～200um，用于固定以及密封靶层。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源的局部剖视图；

图3示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源为片上微型热发射电子源一视角结构示意图；

图4示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源为片上微型热发射电子源另一视角结构示意图；

图5示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源为片上微型隧穿发射电子源结构示意图；

图6示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中阳极接50KV时，X射线产生原理示意图；

图7示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中阳极接地时，X射线产生原理示意图；

图8示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中含有柱状型吸气剂的微型X射线源的一种局部剖视图；

图9示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中含有柱状型吸气剂的微型X射线源的另一种局部剖视图；

图10示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中含有薄膜型吸气剂的微型X射线源局部剖视图；

图11示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中金属屏蔽外壳的局部剖视图；

图12示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源中控制单元的电路连接图；

图13示意性地示出了根据本发明实施例的微型X射线源的制备方法示意图。

附图中各标号表示如下：

1：片上微型电子源；2：管帽；3：基座；4：阳极；5：密闭真空腔体；6：通孔；7：靶层；8：支撑层；9：管脚；10：导线；11：吸气剂；12：金属屏蔽外壳；13：控制单元；101：衬底；102：沟槽；103：第一电极；1031：第一延伸电极；104：热电子发射体；105：第二电极；1051：第二延伸电极；107：间隙；108：阻变材料层；121：出射窗口；122：缆线穿出口。

具体实施例

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本发明的第一方面提出了一种微型X射线源，该微型X射线源能够克服了现有的X射线源具有较大的体积、较高的功耗、较长的开关响应时间以及较高的生产成本的问题。

如图1至图12所示，本实施例中的微型X射线源，所述微型X射线源包括：基座3、管帽2和片上微型电子源1，所述基座3上设置有管脚9；所述管帽2设置在所述基座3上，并位于所述基座3的上方，且所述管帽2上设置有通孔6，所述通孔6上连接有阳极4，所述阳极4、所述基座3和所述管帽2形成密闭真空腔体5；所述片上微型电子源1上设置在所述基座3上，并位于所述密闭真空腔体5内，且所述片上微型电子源1的驱动电极和所述阳极4均与所述管脚9相连接，具体地，片上微型电子源1的驱动电极和阳极4分别通过导线10与基座3上的管脚9一一电连接。

根据本发明的微型X射线源中，通过片上微型电子源1作为电子发射阴极，并设在基座3上，位于密闭真空腔体5内，同时，片上微型电子源1采用微纳加工技术而制得，相对于现有技术中基于热灯丝作为电子发射阴极的传统X射线源，本申请的微型X射线源具有体积小、功耗低、放射性低、批量制备成本低等优点，并可广泛应用于近距离X射线放疗、便携式X射线检测和分析等场景。

在本发明的一些实施例中，如图8至图10所示，所述微型X射线源还包括吸气剂11，所述吸气剂11设置在所述密闭真空腔体5内，用于吸收所述密闭真空腔体5内的气体。在该实施例中，采用真空焊接技术将管帽2、基座3和阳极4之间制备成密闭真空腔体5，将吸气剂11固定于密闭真空腔体5的内部，在完成真空腔体密封后将所属吸气剂11激活，以调节或维持所述密闭真空腔体5内的真空度，在真空腔体内添加了吸气剂11，进一步提升了真空性能，延长了微型X射线源的使用寿命。

需要说明的是，吸气剂11是指能有效地吸着某些(种)气体分子的制剂或装置的通称，用来获得或维持真空气氛，其形状可以是柱状型、薄膜型、粉状型、多孔烧结型、吸气剂11泵型等多种形式。吸气剂11有蒸散型吸气剂11、非蒸散型吸气剂11以及复合型吸气剂11，其中以非蒸散型吸气剂11应用最为广泛，常用的非蒸散型吸气材料有：钛、锆、钽、钍等，其中以锆为主体的吸气剂11应用的最多，如锆铝吸气剂11，锆石墨吸气剂11、锆镍吸气剂11、锆铁钒吸气剂11等。吸气剂11具有经济、简便、有效、持久等特点。

可选地，如图8和图9所示，本实施例的吸气剂11为柱状型吸气剂11，设于密闭真空腔体5的内部，焊接于基座3上，吸气剂11的两端设有两个电极，两个电极通过导线10分别与基座3上的两个管脚9相连，通过电加热来激活吸气剂11，即可以吸收密闭真空腔体内的气体，从而调节或维持密闭真空腔体内的真空度，同时，为了增强柱状型吸气剂11的使用性能，提高密闭真空腔体5的真空度，可以在密闭真空腔体5内设置多个柱状型吸气剂11，然后通过导线10分别与基座3上的两个管脚9并联电连接。

另外，可选地，如图10所示，本实施例的吸气剂11还可以是薄膜型吸气剂11，薄膜型吸气剂11通过高温激活，在本实施例中，通常涂敷在管帽2的内侧表面，当基座3和管帽2真空焊接时，即可以实现激活。

吸气剂11通常具有导电性，故吸气剂11在密闭真空腔体5内的位置需远离阳极4的加高压处，避免因吸气剂11的存在而导致阳极4与基座3之间击穿放电，影响微型X射线源的使用。

在本发明的一些实施例中，如图3至图5所示，所述片上微型电子源1为片上微型热发射电子源或片上微型隧穿发射电子源。

在上述实施例中，如图3和图4所示，可选地，所述片上微型电子源1为片上微型热发射电子源，所述片上微型热发射电子源包括衬底101、热电子发射体104、第一电极103和第二电极105；所述衬底101上设置有沟槽102；所述第一电极103上设置有第一延伸电极1031，所述第二电极105上设置有第二延伸电极1051，所述沟槽102位于所述第一延伸电极1031和所述第二延伸电极1051之间；所述热电子发射体104设置在所述衬底101上，并与连接于所述第一延伸电极1031和所述第二延伸电极1051之间，且所述热电子发射体104悬空设于所述沟槽102上。在该实施例中，衬底101是由导热性良好的材料制备，可选地，衬底101选自下列材料中的一种或多种：硅、锗、氧化硅、氧化铝、氧化铍、氮化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅、金刚石、玻璃、陶瓷、金属；第一电极103和第二电极105的材料选自下列材料中的一种或多种：金属、石墨烯和碳纳米管。热电子发射体104由以下材料的一种或多种制成：碳纳米管、石墨烯、六硼化镧、六硼化钐、钨、钼、锇、氧化钇、氧化钡、氧化铝、氧化钪以及氧化钙。

具体地，片上微型热发射电子源可以通过微纳加工的工艺制备而成，其中沟槽102可以通过旋涂光刻胶、光学曝光、显影定影、氢氟酸湿法腐蚀、四甲基氢氧化铵湿法腐蚀、去胶等工艺腐蚀制备而成；热电子发射体104可以在衬底101上定向转移而成，并且通过旋涂光刻胶、光学曝光、显影定影、等离子体刻蚀、去胶等工艺步骤，制备出热电子发射体104阵列；经过旋涂光刻胶、光学曝光、显影定影、镀膜、溶脱剥离等工艺步骤，在定向热电子发射体104上制备第一电极103和第二电极105阵列。

在该实施例中，通过将第一电极103和第二电极105外接电路，可以给热电子发射体104施加驱动电压，使其被焦耳热加热激活，从而发射电子，另外，热电子发射体104下面有沟槽102，沟槽102的设置可以降低热电子发射体104通过衬底101的热量散耗。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，所述片上微型电子源1为片上微型隧穿发射电子源，可选地，所述片上微型隧穿发射电子源包括衬底101、阻变材料层108、第一电极103和第二电极105；所述阻变材料层108设置在所述衬底101上；所述第一电极103和所述第二电极105相间隔设置在所述阻变材料层108上，且所述第一电极103上设置有第一延伸部，所述第二电极105上设置有第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部相对应设置，且所述第一延伸部和所述第二延伸部之间具有间隙107。在该实施例中，衬底101选自下列材料中的一种或多种：硅、锗、氧化硅、氧化铝、氧化铍、氮化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅、金刚石、玻璃、陶瓷、金属；阻变材料层108的材料选自下列材料中的一种或多种：氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、氧化锆、氧化镁、氧化钇、氧化钪、氧化锗、氧化镧、氧化锶、氧化钙、氧化钡、氧化钛、钛酸锶、铝酸镧、氮化硅、氮化铝、碳化硅、金刚石和非晶碳，第一电极103和第二电极105的材料选自下列材料中的一种或多种：金属、石墨烯和碳纳米管。

具体地，片上微型隧穿场发射电子源是通过微纳加工的工艺制备而成，其中当衬底101为硅，阻变材料层108为氧化硅薄膜时，可以通过将硅片置于用石英玻璃制成的反应管中，将反应管加热到900℃并通入氧气，使得硅片表面氧化得到一层几百纳米厚的氧化硅薄膜；当电极对或电极对阵列为钯和钛时，可以经过旋涂电子束光刻胶PMMA、电子束曝光、显影定影、电子束蒸发镀膜、溶脱剥离等工艺步骤，在覆盖有氧化硅薄膜的硅衬底101表面制备钛钯金属电极对或电极对阵列。

在该实施例中，通过将第一电极103和第二电极105外接电路，可以在第一电极103和第二电极105之间形成电势差，致使在间隙107下方的阻变材料层108由于电势差形成隧穿效应，从而产生电子。

在本发明的一些实施例中，如图2、图6和图7所示，所述阳极4包括靶层7和支撑层8；所述靶层7设置在所述通孔6处，并靠近所述片上微型电子源1的一侧；所述支撑层8设置在所述靶层7的上方，并与所述管帽2相连接，用于固定支撑靶层7，且所述支撑层8设于远离所述片上微型电子源1的一侧。在该实施例中，如图6所示，阳极4的工作原理为当阳极4外接50KV，片上微型电子源1的一个电极接地，另一个电极外接10V时，片上微型电子源1发射电子，由于阳极4与片上微型电子源1之间具有很强的正电势差，致使电子在密闭真空腔体5内加速向阳极4方向移动，轰击阳极4的靶层7，发生韧致辐射和原子内壳层电子跃迁，从而产生X射线，X射线穿过支撑层8进入到外界。

同理，如图7所示，当阳极4接地，片上微型电子源1的一个电极外接50KV，另一个电极外接50KV+10V时，微型X射线源同样可以产生X射线，具体原理片上微型电子源1发射电子，由于阳极4与片上微型电子源1之间具有很强的正电势差，致使电子在密闭真空腔体5内加速向阳极4方向移动，轰击阳极4的靶层7，发生韧致辐射和原子内壳层电子跃迁，从而产生X射线，X射线穿过支撑层8进入到外界。

在本发明的一些实施例中，如图11所示，所述微型X射线源还包括屏蔽外壳，所述屏蔽外壳包裹在所述基座3、所述管帽2、所述阳极4和所述管脚9的外侧，且所述屏蔽外壳上设置有出射窗口121和接线出口122，所述出射窗口121位于所述阳极4的上方，所述接线出口122位于所述基座3的下方。在该实施例中，金属屏蔽外壳12的作用主要是屏蔽X射线不泄漏，只让X射线从出射窗口121处射出，进而提高X射线的利用效率，另外，还能提高安全使用性能，同时，接线出口122便于将管脚9与外面的控制单元13通过线缆电连接。

在本发明的一些实施例中，如图12所示，所述微型X射线源还包括控制单元13，所述控制单元13与所述管脚9相连接，用于对所述微型X射线源提供电压驱动和控制。在该实施例中，控制单元13与管脚9通过导线10一一相连接为片上微型电子源1、阳极4以及吸气剂11等施加驱动电压，从而驱动并调控X射线源的工作。

如图13所示，本发明的另一方面还提出了一种微型X射线源的制备方法，所述微型X射线源的制备方法包括如下步骤：

S1、采用微纳加工工艺制备片上微型电子源1；

S2、采用材料成型工艺制备带有通孔6的管帽2、带有管脚9的基座3、阳极4以及金属屏蔽外壳12；

S3、采用粘结或焊接方式将片上微型电子源1固定在所述基座3上，并将所述片上微型电子源1的驱动电极与基座3上的管脚9连接；

S4、采用真空焊接技术将所述管帽2、所述基座3和所述阳极4之间制备成密闭真空腔体5。

具体地，所述阳极4包括靶层7和支撑层8；所述靶层7由金、银、钨、钌、铜材料制备，所述靶层7的厚度为0.5～10um，用于产生X射线；所述支撑层8由铍或碳材料制备，支撑层8的厚度为50～200um，用于固定以及密封靶层7。

其中，基座3是由氮化铝或氧化铝陶瓷材料制备，当管帽2由金属材料制备时，像可伐合金，由于真空焊接技术是应用在金属焊接界面处，所以需在基座3的焊接面镀一金属层，然后与管帽2焊接；当管帽2和基座3均由陶瓷材料制备时，需在基座3和管帽2的焊接面均镀一金属层，管帽2和基座3通过金属层形成焊接，方便焊接。

综上所述，根据本发明的微型X射线源中，微型X射线源是基于片上微型电子源作为电子发射阴极，该片上微型电子源采用微纳加工技术而制得，因此相较于基于热灯丝作为电子发射阴极的传统X射线源，本申请提供的微型X射线源具有体积小、功耗低、放射性低、批量制备成本低等优点，此外，该微型X射线源采用陶瓷真空封装焊接技术制备，该制备工艺能实现较低的真空度且稳定性好，而且在真空腔体内添加了吸气剂，进一步提升了真空性能，延长了微型X射线源的使用寿命，所以本申请提供的微型X射线源可广泛应用于近距离X射线放疗、便携式X射线检测和分析等场景。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微型X射线源，其特征在于，所述微型X射线源包括：

基座，所述基座上设置有管脚；

管帽，所述管帽设置在所述基座上，并位于所述基座的上方，且所述管帽上设置有通孔，所述通孔上连接有阳极，所述阳极、所述基座和所述管帽形成密闭真空腔体；

片上微型电子源，所述片上微型电子源上设置在所述基座上，并位于所述密闭真空腔体内，且所述片上微型电子源的驱动电极和所述阳极均与所述管脚相连接。

2.根据权利要求1所述的微型X射线源，其特征在于，还包括吸气剂，所述吸气剂设置在所述密闭真空腔体内，用于吸收所述密闭真空腔体内的气体。

3.根据权利要求1所述的微型X射线源，其特征在于，所述片上微型电子源为片上微型热发射电子源或片上微型隧穿发射电子源。

4.根据权利要求3所述的微型X射线源，其特征在于，所述片上微型热发射电子源包括衬底、热电子发射体、第一电极和第二电极；

所述衬底上设置有沟槽；

所述第一电极上设置有第一延伸电极，所述第二电极上设置有第二延伸电极，所述沟槽位于所述第一延伸电极和所述第二延伸电极之间；

所述热电子发射体设置在所述衬底上，并与连接于所述第一延伸电极和所述第二延伸电极之间，且所述热电子发射体悬空设于所述沟槽上。

5.根据权利要求3所述的微型X射线源，其特征在于，所述片上微型隧穿发射电子源包括衬底、阻变材料层、第一电极和第二电极；

所述阻变材料层设置在所述衬底上；

所述第一电极和所述第二电极相间隔设置在所述阻变材料层上，且所述第一电极上设置有第一延伸部，所述第二电极上设置有第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部相对应设置，且所述第一延伸部和所述第二延伸部之间具有间隙。

6.根据权利要求1所述的微型X射线源，其特征在于，所述阳极包括靶层和支撑层；

所述靶层设置在所述通孔处，并靠近所述片上微型电子源的一侧；

所述支撑层设置在所述靶层的上方，并与所述管帽相连接，且所述支撑层设于远离所述片上微型电子源的一侧。

7.根据权利要求1所述的微型X射线源，其特征在于，还包括屏蔽外壳，所述屏蔽外壳包裹在所述基座、所述管帽、所述阳极和所述管脚的外侧，且所述屏蔽外壳上设置有出射窗口和接线出口，所述出射窗口位于所述阳极的上方，所述接线出口位于所述基座的下方。

8.根据权利要求1所述的微型X射线源，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述管脚相连接，用于对所述微型X射线源提供电压驱动和控制。

9.一种微型X射线源的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

采用微纳加工工艺制备片上微型电子源；

采用材料成型工艺制备带有通孔的管帽、带有管脚的基座、阳极以及金属屏蔽外壳；

采用粘结或焊接方式将片上微型电子源固定在所述基座上，并将所述片上微型电子源的驱动电极与基座上的管脚连接；

采用真空焊接技术将所述管帽、所述基座和所述阳极之间制备成密闭真空腔体。

10.根据权利要求9所述的微型X射线源的制备方法，其特征在于，所述阳极包括靶层和支撑层；

所述靶层由金、银、钨、钌、铜材料制备，所述靶层的厚度为0.5～10um，用于产生X射线；

所述支撑层由铍或碳材料制备，支撑层的厚度为50～200um，用于固定以及密封靶层。

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