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本发明提供了一种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构，其包括碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶、栅网、阳极靶、铍窗和球管，绝缘罩的底部与导电底座配合并将碳纳米管、绝缘垫片和栅网由下而上依次安装在导电底座的顶部，聚焦桶设置在绝缘罩的顶部，当对导电底座和栅网分别施加电压到阈值后，通过栅网调控碳纳米管产生的电流强度，电子从碳纳米管的端面拉出，经过聚焦桶进行电子聚焦形成光斑打在阳极靶上，产生X射线并朝铍窗方向透射出去。采用本发明，能解决传统X射线源采用热阴极作为电子源而导致工作温度高、功耗大、启动速度慢，使用寿命短、不利于实现射线源的小型化的问题，同时实现对场致发射的调控。

一种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构，其特征在于，包括碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶、栅网、阳极靶、铍窗和球管，所述碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶和栅网封装在所述球管的内部，所述绝缘罩的底部与所述导电底座配合并将所述碳纳米管、绝缘垫片和栅网由下而上依次安装在所述导电底座的顶部，所述聚焦桶设置在所述绝缘罩的顶部；所述导电底座设有第一法兰盘和设置于所述第一法兰盘上的一级台阶，所述绝缘罩的底部设有与所述一级台阶配合连接的第一阶梯孔，所述绝缘罩还设有第二法兰盘，所述第二法兰盘与第一法兰盘通过螺钉连接，所述一级台阶上设有二级台阶，所述绝缘垫片上设有与所述二级台阶配合连接的第二阶梯孔，且所述第二阶梯孔连通于所述碳纳米管和栅网之间，所述二级台阶的端面中部设有凹槽，所述凹槽的尺寸与所述碳纳米管的尺寸匹配，所述绝缘罩的顶部设有与所述聚焦桶配合连接的第三阶梯孔

计算机断层成像设备(computed tomography，CT)是一种功能强大的医学摄影诊断设备，在利用X射线对人体某一范围进行逐层扫描，获取投影信息，然后在计算机中进行数据处理和图像重建。传统螺旋CT成像系统主要包括X射线源、高压发生器、探测器、机架、滑环等部件。

X射线源作为CT系统的关键核心部件之一，在一定程度上决定着CT系统的成像方式与成像性能。传统的X射线源由热阴极和阳极组成，工作时通过热激发游离电子的方式产生电子束，然后在阳极电压的作用下，游离的电子被加速，轰击阳极靶，产生X射线。由于阴极灯丝(如：钨丝)需要被加热到一定的程度，从而导致X射线源启动速度慢，使用寿命短，功耗大，常常需要及时更换X射线管。由此可见，传统的X射线源的这些缺陷导致其无法集成化和设备小型化，在一定程度上制约了CT系统的性能。此外，传统的X射线源通过金属阳极施加高电压从而将电子从碳纳米管尖端拉出，可控性能比较差。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

实施本发明的一种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

将碳纳米管作为X射线的场致发射电子源集成到导电底座上，当对导电底座和栅网分别施加电压到阈值后，通过栅网调控碳纳米管产生的电流强度，电子从碳纳米管的端面拉出，经过聚焦桶进行电子聚焦形成光斑打在阳极靶上，产生X射线并朝铍窗方向透射出去，从而实现X射线成像。这样的设计，是由于碳纳米管具有很大的纵横比和极小的曲率半径，在相对较低的电场强度下就能发射大电流，并具有阈值电压低、发射电流密度大、稳定性强等优异的场致发射性能，解决传统X射线源采用热阴极作为电子源而导致工作温度高、功耗大、启动速度慢，使用寿命短、不利于实现射线源的小型化的问题；同时，通过使用栅网作为栅极并优化绝缘垫片隔离碳纳米管和栅网之间的距离来调控碳纳米管冷阴极产生的电流强度，且栅网可以很好地实现瞬间开启或关闭，进而实现对场致发射的调控；还通过聚焦桶的聚焦作用来控制打在阳极靶的聚焦光斑，从而提高成像质量。此外，本发明还具有结构紧凑、性能稳定、组装简单、体积小巧、使用方便、成本低、实用性强等优点。

技术合作

本发明的图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构不仅可以用于人体器官瞬间成像和危险品检测的目的，而且还能实现X射线对不同疾病的放射治疗。

综上所述，本发明的图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构具有结构紧凑、性能稳定、组装简单、体积小巧、使用方便、成像清晰、功率低、成本低、可控性高和实用性强等优点。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。