全反射X射線熒光光譜儀(TXRF)組成結構

　　反射X射線熒光光譜儀(TXRF)主要包括：X射線源、光路系統、進樣系統、探測器、數據處理系統及其他附件，下文主要介紹前四部分。

　　一、X射線源：由高壓發生器及射線管組成。提供初級X射線，對樣品中待測元素進行激發得到X射線熒光，其強度正比于初級X射線的強度。通常，XRD或XRF發生器便可滿足TXRF的需求，高壓可達到80kV、電流可達80mA、整體功率可達3kW或以上；輸入穩定性一般<10%，輸出穩定性<0.01%。

　　目前商用TXRF所用X射線管多為Mo或W靶，或是混合靶材，如GNR的TX 2000全反射X射線熒光光譜儀提供Mo/W混合靶材。

　　圖1 Mo/W混合靶材

　　二、光路系統：為滿足TXRF應用需求(入射角、能量分布等)，需進一步對初級X射線的幾何形狀和光譜分布進行調節，主要有光闌、濾波器、準直狹縫、單色器等。

　　初級X射線具有一定發散角，使用準直狹縫即可完成對幾何形狀的調整。

　　射線管發射連續譜帶中的高能光子激發效率低于低能光子，且低能光子的全反射臨界角大于高能光子。因此，在滿足低能光子全反射條件下，連續光譜中的高能光子則不滿足全反射條件，背景大幅提高，需要進一步濾除高能光子，通常采用濾波器及單色器來實現。

　　常用濾波器多采用全反射原理，即低能光子全反射而高能光子發生散射或吸收，進而達到濾波目的，通常有單全反射及雙全反射體之分，如下圖：

　　圖2 單全反射濾波器

　　圖3 雙全反射濾波器

　　單色光激發是全反射理想的情況，但僅依靠濾波器等無法實現單色的目的，因此，采用布拉格反射體的單色器及多種技術結合的手段在目前商用儀器中頗為常見。GNR的TX 2000及HORIZON兩款全反射X射線熒光光譜儀均可提供雙全反射光路、多層Si/W單色器(TX 2000還可實現TXRF及常規XRF的切換)，如下圖：

　　圖4 光路示意圖

　　三、進樣系統：提供樣品載體，滿足全反射條件、完成自動進樣操作，多為石英玻璃、有機玻璃等。

　　 圖5 樣品臺

　　圖6 樣品載體

　　四、探測器：作為數據讀出的核心部件，需要有較高的能量分辨率、較小的熱效應等特性，主要有半導體探測器、硅漂移探測器及位敏探測器，目前商用儀器多使用硅漂移探測器(SDD)，GNR即采用半導體制冷的SDD探測器。

　　圖7 探測器

　　意大利GNR公司是一家老牌的歐洲光譜儀生產商，其X射線產品線誕生于1966年，經過半個多世紀的開發和研究，該產品線已經擁有眾多型號滿足多個行業的分析需求。

　　X射線衍射儀（XRD）可測試粉末、薄膜等樣品的晶體結構等指標，多應用于分子結構分析及金屬相變研究；而全反射X熒光光譜儀（TXRF）的檢測限已達到皮克級別，其非破壞性分析特點應用在痕量元素分析中，涉及環境、醫藥、半導體、核工業、石油化工等行業；為迎合工業市場需求而設計制造的專用殘余應力分析儀、殘余奧氏體分析儀，近年來被廣泛應用在制造材料檢測領域，其操作的便捷性頗受行業青睞。