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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-16
(54)【発明の名称】アノード、冷却システム、及びそれらを含むＸ線源
(51)【国際特許分類】
H01J 35/12 20060101AFI20240109BHJP
H01J 35/00 20060101ALI20240109BHJP
H01J 35/08 20060101ALI20240109BHJP
【ＦＩ】
H01J35/12
H01J35/00 A
H01J35/08 D
H01J35/08 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023540074
(86)(22)【出願日】2021-12-31
(85)【翻訳文提出日】2023-08-15
(86)【国際出願番号】 US2021065844
(87)【国際公開番号】W WO2022147366
(87)【国際公開日】2022-07-07
(31)【優先権主張番号】63/133,065
(32)【優先日】2020-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/173,036
(32)【優先日】2021-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517023736
【氏名又は名称】ヴァレックス イメージング コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カーカム、デイヴ
(72)【発明者】
【氏名】ロビンソン、ヴァンス、スコット
(57)【要約】
システムであって、真空エンクロージャと、真空エンクロージャを貫通し、複数の第１の冷却通路を含むアノード支持構造体と、アノードであって、真空エンクロージャ内に配置され、アノード支持構造体に結合されてアノード支持構造体によって支持され、ターゲットと、複数の第２の冷却通路と、を含むアノードと、を含み、第２の冷却通路のそれぞれは、対応する第１の冷却通路に結合され、アノードは、アノード支持構造体に、ターゲットを含むアノードの側面とは異なり、アノードの長軸上のアノードの軸端とは異なるアノードの側面上で結合されるシステム。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、真空エンクロージャと、
前記真空エンクロージャを貫通し、複数の第１の冷却通路を含むアノード支持構造体と、
アノードであって、前記真空エンクロージャ内に配置され、前記アノード支持構造体に結合されて前記アノード支持構造体によって支持され、
ターゲットと、
複数の第２の冷却通路と、を含むアノードと、を含み、
前記第２の冷却通路のそれぞれは、対応する第１の冷却通路に結合され、
前記アノードは、前記アノード支持構造体に、前記ターゲットを含む前記アノードの側面とは異なり、前記アノードの長軸上の前記アノードの軸端とは異なる前記アノードの側面上で結合される、システム。
【請求項2】
前記アノードは前記アノード支持構造体に、前記アノードの前記ターゲットとは反対側で結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャ内の前記アノードに対する唯一の構造的支持体である請求項１から２のいずれかに記載のシステム。
【請求項4】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャ内の前記アノードに対する唯一の電気接続である請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
【請求項5】
前記アノードは線状アノードである請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項6】
前記線状アノードは、長さ対幅のアスペクト比が、４：１、１０：１、２５：１、５０：１、及び１００：１のうちの少なくとも１つ以上である、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記ターゲットは、前記アノード支持構造体に対して垂直な線または平面内に延びる複数のターゲットのうちの１つである請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
【請求項8】
前記アノードはさらに、ベースと、
前記ベースの両端に配置された第１のエンドキャップ及び第２のエンドキャップと、を含み、
前記ターゲットは前記ベース上に配置され、
前記第２の冷却通路は、前記第１のエンドキャップから前記第２のエンドキャップまで前記ベースを通って延び、
前記エンドキャップのそれぞれに対して、前記エンドキャップは、前記第２の冷却通路の少なくとも一部を少なくとも部分的に互いに結合する、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項9】
前記アノード支持構造体は前記ベースに、前記ベースの最長寸法の２５％から７５％の間の前記ベース上の位置において結合され、前記第２の冷却通路は、前記アノード支持構造体から前記ベースの前記両端まで延びる、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記第２の冷却通路のうちの第１のものは、前記アノードの中心軸に沿って配置され、前記第２の冷却通路のうちの第２のものと前記第２の冷却通路のうちの第３のものとは、前記第２の冷却通路のうちの前記第１のものの両側に配置される、請求項１から９のいずれかに記載のシステム。
【請求項11】
前記エンドキャップは前記真空エンクロージャから分離されている、請求項８から１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項12】
前記アノード支持構造体の前記第１の冷却通路のうちの１つは、前記アノードの複数の第２の冷却通路に結合される、請求項１から１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項13】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャの外側から前記アノードへの電気接続を形成する、請求項１から１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項14】
前記ターゲット上に配置され、前記ベースに電気的に結合されたシュラウドであって、少なくとも１つの電子ビームが前記ターゲットに到達できるように構成された複数の開口部を含むシュラウドをさらに含む、請求項１から１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項15】
方法であって、真空エンクロージャを貫通するアノード支持構造体を通して、冷媒を前記真空エンクロージャ内のアノードに向けて送ることと、
前記アノードにおいてまたは前記アノード内で前記冷媒を分割して、前記アノード内の第１の冷却通路内で反対方向に流すことと、
前記冷媒を、前記第１の冷却通路の端部において、前記アノード支持構造体に向かって延びる第２の冷却通路内に向け直すことと、
前記冷媒を前記第２の冷却通路から前記アノード支持構造体内に送ることと、を含む方法。
【請求項16】
前記アノード支持構造体を通して前記アノードに電気的に接続することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記アノードにおいて前記冷媒を分割することは、前記アノード支持構造体に対して垂直に延びるように前記冷媒を分割することを含む請求項１から１６のいずれかに記載のシステムまたは方法。
【請求項18】
前記アノード支持構造体のみによって前記アノードを支持することをさらに含む請求項１から１７のいずれかに記載のシステムまたは方法。
【請求項19】
システムであって、電子ビームをＸ線に変換するための手段であって、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段を通して冷媒を送るための手段を含む手段と、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段を支持するための手段であって、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段に冷媒を供給するための手段を含む手段と、を含み、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段は、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段に供給された前記冷媒を分割するための手段をさらに含む、システム。
【請求項20】
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段を支持するための前記手段は、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記手段に電気的に接続するための手段を含む、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
Ｘ線源は、複数のＸ線ビームを生成するように構成される場合がある。エミッタのアレイが、アノード上のターゲット（複数可）に向けて複数の電子ビームを放出する場合がある。いくつかの線状アノードは、長さが幅よりもかなり長いターゲットを含む。電子ビームは、長さに沿って一列にターゲットに当たるようにターゲットに向けて送られる場合がある。入射電子ビームはアノードにおいて熱を発生させる。アノードは、アノードの端部の一方に供給される水または絶縁油などの冷媒によって冷却される場合がある。アノードに対する支持体は、アノードの端部上に配置される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【0002】
【図1A】いくつかの実施形態によるＸ線システムのアノードの上面図である。
【図2】いくつかの実施形態によるＸ線システムのブロック図である。
【図3A】いくつかの実施形態による複数のアノード支持構造体を伴うＸ線システムのブロック図である。
【図4A】いくつかの実施形態によるアノード及びアノード支持構造体の分解斜視図である。
【図4C】いくつかの実施形態によるアノード支持構造体を伴わないアノードの斜視図である。
【図5A】いくつかの実施形態によるアノードの切り欠き図である。
【図5B】いくつかの実施形態によるアノードの上面図である。
【図6A】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6B】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6C】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6D】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6E】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6F】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図6G】いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。
【図7】いくつかの実施形態によるＸ線システムのアノードを動作させる技術のフローチャートである。
【図8A】いくつかの実施形態によるアノード及びアノード支持構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0003】
いくつかの実施形態は、アノード、アノード用の冷却システム、及びこのようなアノード及び冷却システムを含むＸ線源に関する。
【0004】
いくつかのＸ線源は、アノードの長さの端部においてアノードに冷媒を供給する。単一の穴を、アノードの本体内に形成してもよい。管を内部に配置して、冷媒が出入りする２つの流体通路を作成してもよい。冷媒は真空チャンバの外側からアノードに供給される。その結果、絶縁体、スタンドオフ、または他の構造物であって、アノードの支持及び／または冷媒の供給を目的としたものが、アノードの端部に配置される。
【0005】
必然的に、真空エンクロージャの壁はアノードからずれている。支持構造及び冷却構造により、Ｘ線源の長さが長くなる。長さは、以下に説明する種々の図におけるＸ方向などの、エミッタが配置されるより大きい寸法を指す。いくつかのシステムでは、複数のＸ線源が端から端まで配置される。これらのＸ線源から結果として得られるＸ線ビームは、アノードの支持及び／または冷媒の供給を目的とした構造物の長さに依存したギャップを有する。
【0006】
加えて、熱膨張により変形が生じる場合がある。たとえば、アノードのターゲット側と非ターゲット側との間の温度差により変形が生じる場合がある。ターゲットが配置されるアノードの高温側とターゲットの反対側の低温側とが温度が異なる場合、高温側は低温側よりも成長しようとするので、アノードが湾曲する場合がある。別の例では、アノードが周囲のエンクロージャよりもかなり高温である場合、アノードはエンクロージャに対して膨張する場合がある。アノードがエンクロージャの各端部において固定及び／または支持されている場合、この熱成長によって、エンクロージャが歪み及び／またはアノードが座屈または変形する。別の例では、アノードの一端から冷媒を供給すると、アノードの変形が生じる場合がある。最初はより低温の冷媒がアノードの一端に入ってもよい。その結果、冷媒が入るアノードの端部は、遠端よりも低い温度で動作し得る。アノードは温度差により歪み及び／または変形する場合がある。ターゲットまたはアノードの位置の変化により、焦点（複数可）のシフト、サイズの変化、歪みなどが生じる場合がある。
【0007】
後により詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、支持体及び冷却通路（または冷却チャネル）を、アノードの中央及び／または背面に配置してもよい。支持体及び／または冷却通路は、アノードへの電気接続を与えてもよい。
【0008】
図１Ａは、いくつかの実施形態によるＸ線システムのアノードの上面図である。図１Ｂは、いくつかの実施形態による図１Ａのアノード及びアノード支持構造体の側面図である。図１Ｃは、いくつかの実施形態による図１Ｂのアノード及びアノード支持構造体の断面図である。図１Ｃは、Ｙ－Ｚ平面と平行な平面Ｉに沿った断面である。図１Ｄは、いくつかの実施形態による図１Ａのアノードの切り欠き図である。図１Ｄは、Ｘ－Ｙ平面と平行な平面ＩＩに沿った上面切り欠き図である。
【0009】
図１Ａから１Ｄを参照して、いくつかの実施形態では、Ｘ線システム１００は、真空２０２を非真空２０４から分離するように構成された真空エンクロージャ２０１を含む。Ｘ線システム１００は、真空エンクロージャ２０１内に配置されたアノード１０４を含む。アノード支持構造体１０６が、真空エンクロージャ２０１を貫通して、真空エンクロージャ２０１内の真空２０２内でアノード１０４を支持する。
【0010】
アノード１０４はターゲット１０３を含む。ターゲット１０３は、１つ以上の入射電子ビームに応答してＸ線を生成するように構成された構造物である。ターゲット１０３としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）、レニウム（Ｒｅ）、パラジウム（Ｐｄ）などの材料、このような材料を含む合金などを挙げてもよい。いくつかの実施形態では、ターゲット１０３は、Ｘ方向におけるターゲット長さが、Ｙ方向におけるターゲット幅の５倍、１０倍、２０倍またはそれ以上である線状ターゲットである。いくつかの実施形態では、線状ターゲットは、平坦であってもよいし、連続曲線、区分線形曲線、このような曲線の組み合わせなどの曲線であってもよい。いくつかの実施形態では、異なる電子ビームが、ターゲット１０３の異なる領域１０２（領域１０２－１から１０２－ｎによって表される）に衝突し得る。いくつかの実施形態では、電子ビームは、ターゲット１０３の少なくとも３、５、１０、１００、またはそれ以上の異なる領域１０２に衝突し得る。後により詳細に説明するように、ターゲット１０３は、線状ターゲットではなくて、Ｘ方向及びＹ方向の両方に延びる異なる領域１０２を伴う平面ターゲットであってもよい。いくつかの実施形態では、ターゲット１０３は、複数の電子ビームがターゲット１０３上の複数の領域１０２に向けられる場合でも、単一のターゲットであってもよい。他の実施形態では、ターゲット１０３は、アノード１０４に取り付けられた複数の別個のターゲットを含んでいてもよい。任意の数のターゲット１０３をアノード１０４上に配置してもよい。
【0011】
いくつかの実施形態では、ターゲット１０３は、アノード支持構造体１０６に実質的に垂直な線及び／または平面内を延びる。たとえば、ターゲット１０３は、Ｘ方向に沿った線またはＸ－Ｙ平面に沿った平面内を延びる。しかし、アノード支持構造体１０６の長軸はＺ方向に延びる。
【0012】
いくつかの実施形態では、アノード１０４は、複数の冷却通路１１２及び１１４を含む。たとえば、アノード１０４は、冷却通路１１２－１から１１２－２及び１１４－１から１１４－４を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、アノード１０４の本体１０４ａは、ターゲット１０３よりも高い熱伝導率を有する材料で形成してもよい。たとえば、アノード１０４の本体１０４ａは、銅、ステンレス鋼、真空適合性の伝導性材料などで形成してもよい。冷却通路１１２及び１１４は、後により詳細に説明するように、種々の方法で形成してもよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、冷却通路１１２及び１１４は、アノード１０４の本体１０４ａ内に円筒形通路を含む。孔１１６ａ及び１１６ｂなどの孔１１６を、冷却通路１１２及び１１４に結合してもよい。ここでは、孔１１６ａは冷却通路１１４に結合され、孔１１６ｂは冷却通路１１２に結合される。孔１１６は、アノード１０４のターゲット１０３とは反対側の外面１０７から、対応する冷却通路１１２または１１４まで延びてもよい。孔１１６ａ及び１１６ｂの数及び配置は一例として例示しているが、他の実施形態では、数及び配置は異なっていてもよい。たとえば、２つの孔１１６ａではなくて、４つの孔１１６ａが表面１０７から冷却通路１１４まで延びてもよい。
【0014】
アノード支持構造体１０６は、種々の材料で形成してもよい。たとえば、アノード支持構造体１０６は、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼、真空適合性の伝導性材料などで形成してもよい。アノード支持構造体１０６は、アノード１０４に種々の方法で取り付けてもよい。たとえば、アノード支持構造体１０６の外壁１０６ａは、真空エンクロージャ２０１内の真空２０２を維持するために、アノード１０４に溶接、ろう付け、または他の方法でシールしてもよい。
【0015】
アノード支持構造体１０６は、真空エンクロージャ２０１に種々の方法で結合してもよい。たとえば、アノード１０４は、約１６０キロボルト（ｋＶ）の高電位差となるように構成されたホットアノードであってもよい。１６０ｋＶを一例として使用しているが、他の実施形態では、アノード電圧は異なっていてもよい。アノード支持構造体１０６は、アノード１０４への電気接続を形成してもよい。こうして、アノード支持構造体１０６またはアノード支持構造体１０６の一部は高電圧であってもよい。セラミック絶縁体などの絶縁体が、アノード支持構造体を真空エンクロージャのハウジングから絶縁してもよい。
【0016】
アノード支持構造体１０６は、複数の冷却通路１１０を含む。この例では、アノード支持構造体１０６は、２つの冷却通路１１０ａ及び１１０ｂを含む。冷却通路１１０は、冷却通路１１２及び１１４に結合される。ここで、冷却通路１１２は冷却通路１１６ｂに孔１１６ｂを通して接続され、冷却通路１１４は冷却通路１１４に孔１１６ａを通して接続される。
【0017】
いくつかの実施形態では、冷却チャネル１１０内の矢印によって示すように、冷媒がアノード支持構造体１０６内に送られる。すなわち、冷媒はアノード支持構造体１０６の冷却通路１１０ｂに入る。冷媒は、孔１１６ｂを通って冷却通路１１２内に入る。冷媒は冷却通路１１２－１と１１２－２との間で分割される。冷媒は、アノード１０４の本体１０４の両端１０４ｃ及び１０４ｄに向かって移動する。アノード１０４の端部１０４ｃ及び１０４ｄにおいて、冷媒の流れが逆転して、冷却通路１１４を通って戻る。冷却通路１１２－１を通過した冷媒は、冷却通路１１４－１と１１４－３との間で分割される。同様に、冷却通路１１２－２を通過した冷媒は、冷却通路１１４－２と１１４－４との間で分割される。冷却通路１１４を通過する冷媒は、冷却通路１１０ａにつながる孔１１６ａを通って、アノード支持構造体１０６に戻る。
【0018】
いくつかの実施形態では、冷媒のこの経路の結果、より均一な冷却が得られる。たとえば、ターゲット１０３への入射電子ビームによって生成される熱量は、ターゲット１０３の中心に沿ったＸ方向における中心線に集中する場合がある。いくつかの実施形態では、冷却通路１１２は、ＸＺ平面と平行でターゲット１０３の中心線と平行な平面上に配置される。他の実施形態では、冷却通路１１２は、ターゲット１０３の中心線に最も近い冷却通路であってもよい。すなわち、熱は、冷却通路１１２に最も近いところでより高くなり得る。冷媒は冷却通路１１４より前に冷却通路１１２に入るため、より大きな熱量が、より大きな熱を生成するターゲット１０３の領域から冷媒に伝達される場合がある。より温かい冷媒が、冷却通路１１２の両側に配置された冷却通路１１４を通り得る。冷却通路１１４の上方では冷却通路１１２よりも小さい熱量が生成され得るため、冷却通路１１４はより少ない熱を受け取り得る。その結果、ターゲット１０３に提供される冷却量は、ターゲット１０３上で生成される熱により良く一致し得る。
【0019】
特定の数の冷却通路１１２及び１１４を一例として使用しているが、他の実施形態では、冷却通路１１２及び／または１１４の数は異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、４つの戻り冷却通路１１４－１から１１４－４ではなくて、１からの任意の数を用いてもよい。たとえば、冷媒が各端部において４つの冷却通路１１４に分割される場合、８つの戻り冷却通路１１４を用いてもよい。
【0020】
いくつかの実施形態では、冷却通路１１０は同軸である。たとえば、冷却通路１１０ｂは冷却通路１１０ａの中心にあってもよい。冷却通路１１０ａ及び１１０ｂを、外壁１０６ａ及び内壁１０６ｂを形成する２つの同軸パイプによって形成してもよい。
【0021】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６は、アノード１０４のベース１０４ａの中心において、たとえば、ベース１０４ａの中心からＸ方向に沿った長さの１０％以内で、アノード１０４に結合される。いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６をアノード１０４に、Ｘ方向に沿ったアノード１０４の長さまたはベース１０４ａの最長寸法の２５％から７５％の間の位置において結合してもよい。アノード支持構造体１０６は、アノード１０４のターゲット１０３とは反対側に結合してもよい。いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６を中心に対して配置することによって、歪みが減り得る。たとえば、アノード支持構造体１０６からアノード１０４の支持されていない端部までの距離は、アノード１０４がアノードの端部において支持された場合よりも短くなり得る。その結果、任意の結果として生じる歪みはより小さくなり得る。アノード支持構造体１０６をアノード１０４に、中心においてまたは中心に対して結合することを一例として使用しているが、他の実施形態では、アノード支持構造体１０６は中心からずれていてもよい。いくつかの実施形態では、アノード１０４は、Ｘ方向（長さ）及びＹ方向（幅）におけるアスペクト比Ｘ：Ｙが４：１、１０：１、２５：１、５０：１、及び／または１００：１以上である線状アノードであってもよい。いくつかの実施形態では、アノード１０４は、Ｘ方向（長さ）及びＺ方向（高さ）におけるアスペクト比Ｘ：Ｚが４：１、１０：１、２５：１、５０：１、及び／または１００：１以上である線状アノードであってもよい。いくつかの実施形態では、ターゲット１０３は、Ｘ方向（長さ）及びＹ方向（幅）におけるアスペクト比Ｘ：Ｙが４：１、１０：１、２５：１、５０：１、及び／または１００：１以上である長方形であってもよい。
【0022】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６を、アノード１０４のターゲット１０４から反対側に配置することによって、システム１００の幅を減少させることができる。特に、アノード１０４の端部でスペースを使用していたであろうスタンドオフ、フィードスルーなどが、アノード支持構造体１０６によって置き換えられる。その結果、真空エンクロージャ２０１の壁がアノード１０４のより近くに配置される場合があり、Ｘ方向におけるシステムの寸法が短くなる。いくつかの実施形態では、複数のＸ線システム１００がＸ方向に互いに隣接して配置されると、Ｘ線システム１００のアノード１０４間の空間量が減少して、Ｘ線システム１００によって生成されるＸ線間のギャップが減少する場合がある。
【0023】
いくつかの実施形態では、複数の高電圧スタンドオフがなくなり得る。たとえば、端部１０４ｃ及び１０４ｄ上でアノードを支持するために、両端１０４ｃ及び１０４ｄ上の高電圧スタンドオフを使用する場合がある。しかし、アノード支持構造体１０６は両方の高電圧スタンドオフに置き換わり、部品数、複雑さなどが減少する。
【0024】
加えて、アノード支持構造体１０６を、アノード１０４のターゲット１０３から反対側に配置することによって、Ｘ線システム１００の故障率が減る場合がある。高電圧の不安定性は、高電圧スタンドオフが増加すると増える可能性がある故障メカニズムである。高電圧の不安定性は、Ｘ線システム１００の寿命を制限し得る。アノード１０４からの散乱電子による絶縁体を横切るアーク放電が、このような故障の可能性を増加させ得る。高電圧スタンドオフがアノード１０４の端部１０４ｃ及び１０４ｄ上で使用されると、アノード１０４に沿って横方向に移動する電子が高電圧スタンドオフ上に蓄積する可能性がより高くなる。これに対し、アノード１０４が、ターゲット１０３の反対側のアノード支持構造体１０６によって支持されると、アノード支持構造体１０６に結合された絶縁体に到達し得る散乱電子が減少するかまたはなくなって、アーク放電の確率が減少するかまたはなくなり得る。
【0025】
加えて、アノード１０４用の支持体の複雑さが低減され得る。アノード１０４が端部で支持されたら、高電圧スタンドオフは、温度変化によるＸ方向における軸方向の膨張に適応できるタイプの構造物が必要となり得る。このような構造によって形成される三重点は、シールドする必要があり得る。しかし、アノード支持構造体１０６をターゲット１０３の反対側に配置することによって、軸方向の膨張に適応する構造物及び／または三重点に対するさらなるシールドが必要でなくなり得る。
【0026】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６及びアノード１０４の構造によって、Ｘ線システム１００の製造及び／または組み立てが簡略化され得る。前述したようにアノード１０４をアノード支持構造体１０６上に取り付けると、冷却チャネル１１２及び１１４への接続が簡略化され得る。たとえば、アノード１０４が本体１０４ａ内に同心の冷却通路を有していた場合、同心の冷却通路（特に、中央の冷却通路）への接続は難しい場合がある。すなわち、自由に動き得る中心管は、回転する能力があり、壁がある程度薄い場合がある。このような構造物に管をシールするのは、難しい場合がある。しかし、冷却通路１１２及び１１４は同心ではないため、孔１１６ａ及び１１６ｂは、目的とする冷却通路に到達するために他の冷却通路を通過することはない。
【0027】
アノード支持構造体１０６は、アノード支持構造体１０６がターゲット１０３に対して垂直になるように、アノード１０４に結合されると例示しているが、他の実施形態では、アノード支持構造体１０６とターゲット１０３及び／またはアノード１０４との方向は異なっていてもよい。たとえば、アノード支持構造体１０６のアノード１０４への接続、アノード１０４の本体の構造などは、ターゲット１０３がＸ方向の周りに５、１０、１５、または２０度などの非ゼロ角度だけ回転するように、異なっていてもよい。
【0028】
図２は、いくつかの実施形態によるＸ線システムのブロック図である。Ｘ線システム２００は、前述したＸ線システム１００と同様であってもよく、同様のコンポーネントを含んでいてもよい。Ｘ線システム２００はカソード２２４を含み、カソード２２４は、真空エンクロージャ２０１内に配置された１つ以上のエミッタ２２０を含む。ここで、複数のエミッタ２２０－１から２２０－ｎを、一例として例示している。エミッタは、対応する電子ビーム２２２－１から２２２－ｎを生成するように構成されている。
【0029】
エミッタ２２０は、任意の種々のエミッタであってもよい。たとえば、エミッタ２２０のそれぞれは、フィラメント（たとえば、コイルフィラメントエミッタ）、低仕事関数（ＬＷＦ）エミッタ、電界エミッタ（たとえば、ナノチューブを含む）、ディスペンサカソード、光エミッタなどを含んでいてもよい。エミッタ２２０は、同じまたは異なるタイプのエミッタであってもよい。たとえば、エミッタ２２０のうちの１つ以上は電界エミッタであってもよく、一方で、１つ以上の他のエミッタ２２０はフィラメントであってもよい。
【0030】
Ｘ線システム２００は冷却システム２５０を含む。冷却システム２５０は、アノード支持構造体１０６を通してアノード１０４に冷媒を供給するように構成された任意のシステムを含んでいてもよい。たとえば、冷却システム２５０は、ポンプ、ラジエーター、冷蔵庫、リザーバなどを含んでいてもよい。冷却システム２５０は、供給冷媒ライン２５２及び戻り冷媒ライン２５４を通してアノード支持構造体１０６に結合してもよい。冷媒ライン２５２及び２５４を通して、水、グリコール、絶縁油、非伝導性液体などの冷媒をアノード１０４を通して循環してもよい。
【0031】
いくつかの実施形態では、Ｘ線システム２００は、真空エンクロージャ２０１の外側に配置された高電圧（ＨＶ）源２６０を含む。高電圧源２６０は、Ｘ線システム２００を動作させるための１つ以上の高電圧を発生させるように構成してもよい。たとえば、高電圧源２６０は、数１０ｋＶから１００ｋＶ以上までの電圧を発生させるように構成してもよい。
【0032】
真空エンクロージャ２０１内のコンポーネントへの電気接続を、アノード支持構造体１０６を通してアノード１０４まで形成してもよい。たとえば、高電圧接続２６２が、アノード電圧を供給するために高電圧源２６０から支持構造１０６に接続されるとして例示している。カソードが接地されていない場合、フィードスルー２７０がカソード２２４への電気接続を与えてもよい。
【0033】
いくつかの実施形態では、アノード１０４への唯一の電気接続を、単一のアノード支持構造体１０６を通して形成してもよい。いくつかの実施形態では、真空エンクロージャ２０１内のアノード１０４に対する唯一の構造的支持体が、単一のアノード支持構造体１０６からであってもよい。いくつかの実施形態では、アノード１０４への唯一の電気接続及びアノード１０４に対する唯一の構造的支持体が、単一のアノード支持構造体１０６からであってもよい。
【0034】
図３Ａは、いくつかの実施形態による複数のアノード支持構造体を伴うＸ線システムのブロック図である。Ｘ線システム３００は、前述したＸ線システム１００及び／または２００と同様であってもよい。しかし、Ｘ線システム３００は複数のアノード支持構造体１０６－１から１０６－ｍを含み、それぞれ真空エンクロージャを貫通している。アノード支持構造体１０６－１から１０６－ｍのそれぞれは、前述した単一のアノード支持構造体１０６と同様に、アノード１０４に結合してもよい。
【0035】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６のうちの１つは冷媒を供給して戻すように構成され、一方で、他のアノード支持構造体１０６は電気接続を与えるように構成されている。他の実施形態では、アノード支持構造体１０６のうちの１つは冷媒を供給するように構成され、一方で、アノード支持構造体１０６のうちの他の１つは冷媒を戻すように構成されている。いくつかの実施形態では、冷媒は、支持構造１０６のうちの２つ以上またはすべてを通して供給して戻してもよい。特定の例では、１つの冷媒経路が、アノード支持構造体１０６－１を通ってアノード１０４に入り、異なるアノード支持構造体１０６－ｍを通って出てもよい。第２の冷媒経路が、アノード支持構造体１０６－ｍを通ってアノード１０４に入り、アノード支持構造体１０６－１を通って出てもよい。
【0036】
図３Ｂは、いくつかの実施形態による図３Ａのアノードの切り欠き図である。いくつかの実施形態では、アノード支持構造体１０６－１から１０６－ｍのそれぞれは、開口部１１６ａ及び１１６ｂに結合された冷却通路１１０ａ及び１１０ｂを含む。複数の冷却通路１１２及び１１４が、アノード１０４ｅの周りに冷媒をガイドするために存在してもよい。この例では、矢印は冷媒の流れの方向を例示する。いくつかの実施形態では、冷媒は、冷却通路１１２を通ってアノード１０４ｅの中心に向かって流れることを、アノード１０４ｅの端部と同様の方法で冷却通路１１４にガイドされる前に行ってもよい。各アノード支持構造体１０６－１から１０６－ｍが一例として使用されているが、他の実施形態では、アノード支持構造体１０６－１から１０６－ｍのうちの全部未満から１つまでが、アノード１０４ｅ内の構造物に関連する冷却通路１１０を含んでいてもよい。
【0037】
図４Ａは、いくつかの実施形態によるアノード及びアノード支持構造体の分解斜視図である。Ｘ線システム４００は、前述したＸ線システム１００、２００、及び／または３００と同様であってもよい。アノード４０４は、前述したアノード１０４と同様であってもよく、アノード支持構造体１０６と同様にアノード支持構造体４０６に結合してもよい。これらの構造物は同様の構成で配置してもよい。アノード４０４は、本体４０４ａ及びエンドキャップ４０４ｂを含む。ターゲット４０３をベース４０４ａ上に配置してもよい。本体４０４ａは、複数の冷却通路４１２及び４１４を含んでいてもよい。冷却通路４１２及び４１４は、本体４０４ａを通して形成された穴であってもよい。穴は、本体を通って端部４０４ｃから反対端４０４ｄまで延びてもよい。
【0038】
エンドキャップ４０４ｂは、本体４０４ａの両端４０４ｃ及び４０４ｄ上に配置してもよい。エンドキャップ４０４ｂはそれぞれ、冷却通路４１２及び４１４を互いに結合してもよい。たとえば、エンドキャップ４０４ｂはそれぞれ、端部４０４ｃ及び４０４ｄにおいて冷却通路４１２及び４１４の開口部にわたって延びる凹部４０５を含んでいてもよい。こうして、冷媒は、たとえば、冷却通路４１２から凹部４０５内に、そして冷却通路４１４内に流れ得る。エンドキャップ４０４ｂ上の特定の構造を一例として使用しているが、エンドキャップ４０４ｂが冷却通路４１２及び４１４を少なくとも部分的に互いに結合するように、他の構造を用いてもよい。たとえば、本体４０４ａは、冷却通路４１２及び４１４を接続する凹部（図示せず）を含んでいてもよい。エンドキャップ４０４ｂは、冷却通路４１２及び４１４をシールする平坦面を含んでいてもよい。他の実施形態では、冷却通路の形成は、本体４０４ａ及びエンドキャップ４０４ｂの構造の組み合わせを含んでいてもよい。
【0039】
エンドキャップ４０４ｂは、本体４０４ａに種々の方法で取り付けてもよい。たとえば、エンドキャップ４０４ｂは、本体４０４ａに真空適合性の方式でろう付け、溶接、及び／またはシールしてもよい。
【0040】
図４Ｂは、いくつかの実施形態による図４Ａのアノード４０４及びアノード支持構造体４０６の切り欠き図である。図４Ｃは、いくつかの実施形態によるアノード支持構造体４０６を伴わないアノード４０４の斜視図である。図４Ａから４Ｃを参照して、アノード支持構造体４０６は、ベース４０４ａの中心においてベース４０４ａに結合されている。いくつかの実施形態では、外壁４０６ａが、アノード４０４の本体４０４ａ内の開口部４１８に取り付けられている。前述したように、外壁４０６ａは、本体４０４ａに真空適合性の方式でろう付け、溶接、及び／またはシールしてもよい。いくつかの実施形態では、外壁４０６は伝導性であってもよく、アノード４０４及びターゲット４０３への電気接続を形成してもよい。
【0041】
いくつかの実施形態では、冷却通路４１２及び４１４は、アノード支持構造体４０６からベース４０４ａの両端４０４ｃ及び４０４ｄまで延びる。
【0042】
内壁４０６ｂは、外壁４０６ａと同軸の管を含んでいてもよい。その結果、冷却通路４１０ａ及び４１０ｂは同軸である。しかし、他の実施形態では、冷却通路４１０ａ及び４１０ｂは同軸でなくてもよい。
【0043】
いくつかの実施形態では、内壁４０６ｂを孔４１６ｂ内に挿入してもよい。内壁４０６ｂは伝導性の構造であってもよい。Ｏリング４２０または他のシーリング技術を用いて、内壁４０６ｂを本体４０４ａにシールしてもよい。Ｏリング４２０は、冷却通路４１０ａ及び４１０ｂと冷媒用の対応する経路との間のシールを形成してもよい。Ｏリング４２０または同様の構造は、非伝導性であってもよい。いくつかの実施形態では、伝導性バネなどのさらなる構造物を用いて、内壁４０６ｂを本体４０４ａに電気的に接続してもよい。こうして、アノード４０４及びターゲット４０３への電気接続を、外壁４０６ａに加えてまたは外壁４０６ａの代替として内壁４０６ｂを用いて、形成してもよい。
【0044】
いくつかの実施形態では、冷却通路４１４の組み合わせの断面積は、冷却通路４１２の組み合わせの断面積よりも大きい。その結果、冷却通路４１２及び４１４を通る損失水頭が減少し得る。
【0045】
前述したように、冷却通路の製造は、本体４０４ａ内で同軸管を用いる場合よりも複雑でなく、費用がかからない場合がある。たとえば、本体４０４ａ内の同軸管への接続を試みると、入口管を本体４０４ａ内の同軸管と位置合わせすることが難しい場合がある。しかし、冷却通路４１２及び４１４は本体４０４ａ内では同軸ではないため、アノード支持構造体４０６から冷却通路４１２及び４１４への接続は、より簡単であり得る。たとえば、いくつかの実施形態では、孔４１６ａ及び４１６ｂを本体４０４ａに穿孔して、冷却通路４１２及び４１４を接続してもよい。いくつかの実施形態では、非同軸の冷却通路によって、冷媒が接触する本体４０４ａのより大きな表面積を与えてもよい。
【0046】
図４Ｄは、いくつかの実施形態によるシュラウドを伴う図４Ａのアノードの斜視図である。図４Ａ及び４Ｄを参照して、いくつかの実施形態では、アノード４０４はシュラウド４５０を含んでいてもよい。シュラウド４５０は、開口部４５２を伴う電気伝導性の構造を含んでいてもよい。開口部４５２は、１つ以上の電子ビームから電子が入ってくることを可能にしてもよい。しかし、シュラウド４５０は、ターゲット４０３から散乱する後方散乱電子を集めて、これらの後方散乱電子が、エミッタ、絶縁体、窓などのＸ線管の他の特徴部に衝突するかまたは損傷を与えることを防いでもよい。
【0047】
いくつかの実施形態では、シュラウド４５０は、エンドキャップ４０４ｂによって少なくとも部分的に支持されてもよい。たとえば、エンドキャップ４０４ｂは、シュラウド４５０の端部をベース４０４ａに接続する溝、スロット、または他の構造を含んでいてもよい。したがって、エンドキャップ４０４ｂは、端部４０４ｃ及び４０４ｄにおいて冷媒を向け直すこと、及びシュラウド４５０を支持することの両方を行ってもよい。
【0048】
図５Ａは、いくつかの実施形態によるアノードの切り欠き図である。アノード５０４は、前述したアノード１０４及び４０４と同様であってもよい。図５Ｂは、いくつかの実施形態によるアノードの上面図である。図５Ａ及び５Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、アノード５０４は、複数の電子ビームに対する領域５０２の２次元アレイを含んでいてもよい。たとえば、ターゲット５０３は、電子ビームに対するターゲット５０３上での領域５０２のｎｘｍアレイを含んでいてもよい。ｎ及びｍは両方とも１よりも大きい整数であってもよい。
【0049】
領域５０２はＸ方向及びＹ方向に延びてもよいため、本体５０４ａ内の冷却通路５１２及び５１４はＸ方向に沿った以外の方向に延びてもよい。この例では、冷却通路１１２はＸ方向及びＹ方向の両方に延びており、冷却通路１１４はＸ－Ｙ平面内で対角線状に延びてもよい。冷媒は、たとえば、孔５１６ｂを通して供給して、冷却通路５１２－１から５１２－４に分割してもよい。冷媒は、冷却通路５１４－１から５１４－４及び孔５１６ａを通して戻してもよい。
【0050】
図６Ａから６Ｇは、いくつかの実施形態によるＸ線システムを形成する技術のブロック図である。図６Ａを参照して、ベース６０４ａが提供される。図６Ｂにおいて、複数の冷却通路がベース６０４ａ内に形成されている。たとえば、冷却通路６１２及び６１４は、冷却通路６１２及び６１４のそれぞれが少なくとも部分的にベース６０４を通って延びるように、ベース６０４ａを穿孔することによって形成してもよい。
【0051】
図６Ｃを参照して、孔６１６ａ及び６１６ｂを本体６０４ａに穿孔してもよく、開口部６１８を形成してもよい。たとえば、開口部６１８を本体６０４ａの表面に機械加工してもよい。開口部６１８を、特定のアノード支持構造体（図示せず）を受け取り及び／またはそれと嵌合するように構成してもよい。孔６１６ａ及び６１６ｂを、冷却通路６１２及び６１４内に延びるように穿孔してもよい。こうして、冷却通路６１２及び６１４を露出させてもよい。
【0052】
図６Ｄ及び６Ｅを参照して、アノード支持構造体６０６をベース６０４ａに取り付けてもよい。たとえば、アノード支持構造体６０６に、外側冷却通路６１０ｂ及び内側冷却通路６１０ａなどの複数の冷却通路６１０を設けてもよい。アノード支持構造体６０６は、最初に外壁６０６ａを開口部６１８においてベース６０４ａに取り付けることによって取り付けてもよい。前述したように、外壁６０６ａは、溶接、ろう付け、及び／または任意の真空適合性のシーリング技術によって取り付けてもよい。次に、内壁６０６ｂを孔６１６ｂ内に挿入してもよい。いくつかの実施形態では、内壁６０６ｂを孔６１６ｂ内に挿入することは、前述したようにバネ、Ｏリングなどを内壁６０６ｂ上及び／または孔６１６ｂ内に配置することを含んでいてもよい。その結果、アノード支持構造体６０６の冷却通路６１０を形成してもよく、これらの冷却通路６１０を冷却通路６１２及び６１４に結合してもよい。
【0053】
図６Ｆを参照して、いくつかの実施形態では、エンドキャップ６０４ｃ及び６０４ｄをベース６０４ａに取り付けてもよい。前述したように、エンドキャップ６０４ｃ及び６０４ｄは、溶接、ろう付けによって、または任意の真空適合性のシーリング技術によって取り付けてもよい。その結果、冷却通路６１２及び６１４を互いに結合してもよい。いくつかの実施形態では、取り付けによって、ベース６０４ａ内での冷却通路の形成が完了してもよい。
【0054】
図６Ｇを参照して、いくつかの実施形態では、ターゲット６０３を、図６Ａに例示するようなベース６０４ａ上に形成することを、冷却通路１１２及び１１４をベース６０４ａ内に形成する前に行ってもよい。しかし、他の実施形態では、ターゲット６０３は、アノード６０４を形成する際の異なる時点でベース６０４ａ上に形成してもよい。
【0055】
Ｘ線システムを形成するための特定の動作シーケンスについて前述したが、他の実施形態では、シーケンスは異なっていてもよい。
【0056】
図７は、いくつかの実施形態によるＸ線システムのアノードを動作させる技術のフローチャートである。図１Ａから１Ｄ及び図７を参照して、Ｘ線システム１００を一例として使用する。しかし、他の実施形態では、動作を、本明細書に記載の他のＸ線システムとともに使用してもよい。いくつかの実施形態では、７００において、冷媒を、真空エンクロージャ２０１を貫通するアノード支持構造体１０６を通して、真空エンクロージャ２０１内のアノード１０４に向けて送る。たとえば、冷媒は、冷却通路１１０ａまたは１１０ｂを通して送ってもよい。いくつかの実施形態では、冷媒は、図２に例示するように冷却システム２５０から供給してもよい。
【0057】
７１０では、冷媒をアノードにおいて分割して、アノード内の第１の冷却通路内で反対方向に流す。たとえば、冷媒を分割して両端１０４ｃ及び１０４ｄに向けて流す。
【0058】
７２０では、冷媒を、第１の冷却通路の端部において、アノード支持構造体に向かって延びる第２の冷却通路に向け直す。たとえば、冷媒は、図４Ａに例示したエンドキャップ４０４ｂなどの端部１０４ｃ及び１０４ｄにおける構造物によって向け直してもよい。しかし、他の実施形態では、冷媒は、端部１０４ｃ及び１０４ｄ自体における冷却通路１１２及び１１４間の接続の構造などの他の方法で、向け直してもよい。
【0059】
７３０では、冷媒を第２の冷却通路からアノード支持構造体内に送る。たとえば、冷媒は冷却通路１１０ａ内に進んでもよい。いくつかの実施形態では、冷媒を、図２に例示するように冷却システム２５０に戻してもよい。
【0060】
いくつかの実施形態では、Ｘ線システム１００を動作させることは、アノード支持構造体を通してアノードに電気的に接続することを含んでいてもよい。たとえば、図２に例示するように、ＨＶ源２６０からアノード１０４への電気接続は、アノード支持構造体１０６の伝導性の構造を通して形成してもよい。
【0061】
いくつかの実施形態では、７１０でアノードにおいて冷媒を分割することは、アノード支持構造体１０６に対して垂直に延びるように冷媒を分割することを含む。たとえば、アノード支持構造体１０６の長軸はＺ方向に延びてもよい。冷媒は、アノード支持構造体１０６を概ねＺ方向に流れてもよい。しかし、冷媒がアノード１０４に到達したら、冷媒をＸ方向の垂直経路に向けて送ってもよい。
【0062】
いくつかの実施形態では、７００において冷媒をアノード支持構造体を通して送ることは、アノードからアノード支持構造体を通過する冷媒と同軸に、冷媒をアノード支持構造体を通してアノードに送ることを含む。たとえば、アノード支持構造体１０６内の冷却通路１１０ａ及び１１０ｂを通過する冷媒は、同軸であってもよい。
【0063】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体のみによってアノード１０４を支持することを含む。たとえば、アノード１０４は真空エンクロージャ２０１内に配置してもよい。アノード支持構造体１０６は、真空エンクロージャ２０１内のアノード１０４を支持する唯一の物理的支持構造体であってもよい。
【0064】
図８Ａは、いくつかの実施形態によるアノード及びアノード支持構造体の斜視図である。図８Ｂは、図８Ａのアノード及びアノード支持構造体の分解組立図である。図８Ｃから８Ｅは、いくつかの実施形態による冷却チャネルを示す図８Ａのアノード及びアノード支持構造体の種々の切り欠き図である。図８Ａから８Ｅを参照して、いくつかの実施形態では、アノード８０４及びアノード支持構造体８０６は、前述したものと同様であってもよい。しかし、アノード支持構造体８０６は、アノード８０４の側面上でアノード８０４に結合される。いくつかの実施形態では、アノード８０４は、アノード支持構造体８０６に、ターゲット８０３を含むアノード８０４の側面とは異なり、アノード８０４の長軸上のアノード８０４の軸端とは異なるアノードの側面上で結合される。この例では、アノード８０４の長軸はＸ方向に沿っている。アノード支持構造体８０６は、Ｘ方向に沿ったアノード８０４に沿ったほぼ中間点におけるアノード８０４の側面において、アノード８０４に結合される。しかし、前述したように、アノード支持構造体８０６はアノード８０４に、Ｘ方向に沿った異なる位置において結合してもよい。
【0065】
開口部８１６ａは、冷却通路８１４－１をアノード支持構造体８０６の冷却通路８１０ａに結合する。開口部８１６ｂは、冷却通路８１２を冷却通路８１０ｂに結合する。冷却通路８１４－１は、開口部８１６ｂによって遮られてもよい。種々の構造、壁などによって、開口部８１６ｂを冷却通路８１４－１から分離してもよい。
【0066】
開口部８１６ｄが、冷却通路８１０ａを冷却通路８１４－２に結合してもよい。開口部８１４ｄは、冷却通路８１２及び８１４－１の下を開口部８１６ｃまで延びてもよい。開口部８１６は、開口部８１６ｄを冷却通路８１４－２に結合してもよい。
【0067】
冷却通路、開口部、内壁及び外壁などの特定の構成を一例として使用しているが、他の実施形態では数、配置、サイズ、形状などは異なっていてもよい。たとえば、アノード支持構造体８０６の数は、図３Ａ及び３Ｂに関して説明した実施形態と同様に、２つ以上であってもよい。エンドキャップ、シュラウドなどの前述した他の特徴部が含まれていてもよい。とにかく、アノード支持構造体８０６は、アノード８０４のＸ方向の長軸に沿った軸端には結合されていないため、アノード８０４は、前述したように動作時に受ける歪みがより少なくなり得る。
【0068】
システムであって、真空エンクロージャ（２０１）と、真空エンクロージャ（２０１）を貫通し、複数の第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）を含むアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）と、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）であって、真空エンクロージャ（２０１）内に配置され、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に結合されてアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）によって支持され、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）と、複数の第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）と、を含むアノードと、を含み、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のそれぞれは、対応する第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）に結合され、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）は、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）を含むアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）の側面とは異なり、アノードの長軸上のアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）の軸端とは異なるアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）の側面上で結合される、システム。
【0069】
いくつかの実施形態では、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）は、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）のターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）とは反対側で結合される。
【0070】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）は、真空エンクロージャ（２０１）内のアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に対する唯一の構造的支持体である。
【0071】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）は、真空エンクロージャ（２０１）内のアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に対する唯一の電気接続である。
【0072】
いくつかの実施形態では、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）は線状アノードである。
【0073】
いくつかの実施形態では、線状アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）は、長さ対幅のアスペクト比が、４：１、１０：１、２５：１、５０：１、及び１００：１のうちの少なくとも１以上である。
【0074】
いくつかの実施形態では、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）は、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に対して垂直な線または平面内で延びる複数のターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）のうちの１つである。
【0075】
いくつかの実施形態では、複数の第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）は、複数の第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）に対して実質的に垂直である。
【0076】
いくつかの実施形態では、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）はさらに、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）と、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）の両端に配置された第１のエンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）及び第２のエンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）とを含み、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）はベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）上に配置され、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）は、第１のエンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）から第２のエンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）までベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）を通って延び、エンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）のそれぞれに対して、エンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）は、第２の冷却通路の少なくとも一部を少なくとも部分的に互いに結合する。
【0077】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）はベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）に、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）の最長寸法の２５％から７５％の間のベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）上の位置において結合され、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）は、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）からベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）の両端まで延びる。
【0078】
いくつかの実施形態では、第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）は、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）内で同軸である。
【0079】
いくつかの実施形態では、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの第１のものは、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）の中心軸に沿って配置され、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの第２のものと、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの第３のものとは、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの第１のものの両側に配置される。
【0080】
いくつかの実施形態では、エンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）は、真空エンクロージャ（２０１）から分離されている。
【0081】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）の第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）のうちの１つは、アノードの複数の第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）に結合される。
【0082】
いくつかの実施形態では、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）は、真空エンクロージャ（２０１）の外側からアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）への電気接続を形成する。
【0083】
いくつかの実施形態では、システムはさらに、真空エンクロージャ（２０１）内に配置され、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）に向けて少なくとも１つの電子ビームを放出するように構成されたカソード（２２４）を含む。
【0084】
いくつかの実施形態では、システムは、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）上に配置され、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）に電気的に結合されたシュラウド（４５０）であって、少なくとも１つの電子ビームがターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）に到達できるように構成された複数の開口部（４５２）を含むシュラウドをさらに含む。
【0085】
いくつかの実施形態では、システムは、第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）のうちの１つに冷媒を供給するように構成された冷却システム（２５０）をさらに含み、第１の冷却通路は、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの少なくとも１つに結合され、第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）のうちの少なくとも１つは、ターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）の長軸に沿ってターゲット（１０３、４０３、５０３、６０３、８０３）に近接して配置される。
【0086】
方法であって、真空エンクロージャ（２０１）を貫通するアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を通して、冷媒を真空エンクロージャ（２０１）内のアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に向けて送ることと、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）においてまたはアノード内で冷媒を分割して、アノード内の第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）内で反対方向に流すことと、冷媒を、第１の冷却通路（１１０、４１０、６１０、８１０）の端部において、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に向かって延びる第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）に向け直すことと、冷媒を第２の冷却通路（１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、８１４）からアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）内に送ることと、を含む方法。
【0087】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を通してアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に電気的に接続することを含む。
【0088】
いくつかの実施形態では、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）において冷媒を分割することは、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）に対して垂直に延びるように冷媒を分割することを含む。
【0089】
いくつかの実施形態では、冷媒をアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を通して送ることは、アノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）からアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を通過する冷媒と同軸に、冷媒をアノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を通してアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に送ることを含む。
【0090】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）のみによってアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）を支持することを含む。
【0091】
システムであって、電子ビームをＸ線に変換するための手段であって、電子ビームをＸ線に変換するための手段を通して冷媒を送るための手段を含む手段と、電子ビームをＸ線に変換するための手段を支持するための手段であって、電子ビームをＸ線に変換するための手段に冷媒を供給するための手段を含む手段と、を含み、電子ビームをＸ線に変換するための手段は、電子ビームをＸ線に変換するための手段に供給された冷媒を分割するための手段をさらに含む、システム。
【0092】
電子ビームをＸ線に変換するための手段の例には、アノード１０４、４０４、５０４、６０４、及び８０４と、ターゲット１０２、４０３、５０３、６０３、及び８０３とが含まれる。
【0093】
電子ビームをＸ線に変換するための手段を通して冷媒を送るための手段の例には、冷却通路１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、及び８１４と、開口部１１６、４１６、５１６、６１６、及び８１６とが含まれる。
【0094】
電子ビームをＸ線に変換するための手段を支持するための手段の例には、アノード支持構造体１０６、４０６、６０６、及び８０６が含まれる。
【0095】
電子ビームをＸ線に変換するための手段に冷媒を供給するための手段の例には、冷却通路１１０、４１０、６１０、及び８１０が含まれる。
【0096】
電子ビームをＸ線に変換するための手段に供給される冷媒を分割するための手段の例には、冷却通路１１０、４１０、６１０、及び８１０と冷却通路１１２、１１４、４１２、４１４、５１２、５１４、６１２、６１４、８１２、及び８１４との間のインターフェースにおける種々の構造が含まれる。
【0097】
電子ビームをＸ線に変換するための手段に電気的に接続するための手段の例には、アノード支持構造体１０６、４０６、６０６、及び８０６の電気伝導性部分が含まれる。
【0098】
いくつかの実施形態では、複数の第１の冷却通路を含むアノード支持構造体を用意することと、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）を用意することと、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）上にターゲットを形成することと、ターゲットの下でベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）に沿って延びる複数の第２の冷却通路をベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）内に形成することと、第１の冷却通路と第２の冷却通路とが互いに結合されるように、アノード支持構造体をベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）のターゲットとは反対側に取り付けることと、を含む方法を含む。
【0099】
いくつかの実施形態では、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）内に第２の冷却通路を形成することは、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）を通って延びる第２の冷却通路を形成することを含む。
【0100】
いくつかの実施形態では、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）内に第２の冷却通路を形成することは、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）の端部にエンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）を取り付けて、各エンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）に対して、エンドキャップ（４０４ｃ、４０４ｄ、６０４ｃ、６０４ｄ）が、第２の冷却通路の少なくとも一部を少なくとも部分的に互いに結合するようにすることをさらに含む。
【0101】
いくつかの実施形態では、本方法は、第２の冷却通路を露出させる複数の開口部をベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）内に形成することをさらに含み、アノード支持構造体を取り付けることは、アノード支持構造体をベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）に、ベース（１０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、８０４ａ）内の開口部において取り付けることを含む。
【0102】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、シュラウド（４５０）をアノード（１０４、４０４、５０４、６０４、８０４）に取り付けることを含む。
【0103】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、真空エンクロージャ（２０１）を用意することと、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）が真空エンクロージャ（２０１）を貫通するように、アノード支持構造体（１０６、４０６、６０６、８０６）を真空エンクロージャ（２０１）に取り付けることとを含む。
【0104】
構造物、デバイス、方法、及びシステムを特定の実施形態に従って説明してきたが、当業者であれば容易に分かるように、特定の実施形態に対する多くの変形が可能であり、したがって、任意の変形について、本明細書で開示した趣旨及び範囲内であると考えるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの変更が当業者によって行われ得る。
【0105】
この書面での開示に続く特許請求の範囲は、本明細書により本書面での開示に明示的に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態としてそれ自体で成り立っている。本開示は、独立請求項とその従属請求項のすべての置換を含む。また、以下に続く独立及び従属請求項から派生可能なさらなる実施形態も、本書面での説明に明示的に組み込まれる。これらのさらなる実施形態は、所与の従属請求項の従属関係を、語句「請求項［ｘ］で始まり、この請求項の直前に来る請求項で終わる請求項のいずれか」で置き換えることによって決定される。括弧でくくった用語「［ｘ］」は、直近で記載した独立請求項の番号で置き換えられる。たとえば、独立請求項１で始まる第１の請求項の組に対して、請求項４は請求項１及び３のいずれかに従属することができ、これらの別個の従属関係によって２つの別個な実施形態が得られ、請求項５は請求項１、３、または４のうちのいずれか１項に従属することができ、これらの別個の従属関係によって３つの異なる実施形態が得られ、請求項６は請求項１、３、４、または５のうちのいずれか１項に従属することができ、これらの別個の従属関係によって４つの異なる実施形態が得られる等である。
【0106】
特徴または要素に関する用語「第１」の請求項における記載は、第２のまたはさらなるこのような特徴または要素の存在を必ずしも意味しない。独占的所有権または特権が請求される本発明の実施形態は、以下のように定められる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、真空エンクロージャと、
前記真空エンクロージャを貫通し、複数の第１の冷却通路を含むアノード支持構造体と、
アノードであって、前記真空エンクロージャ内に配置され、前記アノード支持構造体に結合されて前記アノード支持構造体によって支持され、
ターゲットと、
複数の第２の冷却通路と、を含むアノードと、を含み、
前記第２の冷却通路のそれぞれは、対応する第１の冷却通路に結合され、
前記アノードは、前記アノード支持構造体に、前記ターゲットを含む前記アノードの側面とは異なり、前記アノードの長軸上の前記アノードの軸端とは異なる前記アノードの側面上で結合され、
前記アノードは固定アノードである、システム。
【請求項2】
前記アノードはさらに、ベースと、
前記ベースの両端に配置された第１のエンドキャップ及び第２のエンドキャップと、を含み、
前記ターゲットは前記ベース上に配置され、
前記第２の冷却通路は、前記第１のエンドキャップから前記第２のエンドキャップまで前記ベースを通って延び、
前記エンドキャップのそれぞれに対して、前記エンドキャップは、前記第２の冷却通路の少なくとも一部を少なくとも部分的に互いに結合する、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記アノード支持構造体は前記ベースに、前記ベースの最長寸法に沿って前記両端のいずれかから前記ベースの前記最長寸法の少なくとも２５％である前記ベース上の位置において結合され、前記第２の冷却通路は、前記アノード支持構造体から前記ベースの前記両端まで延びる、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記エンドキャップは前記真空エンクロージャの壁から分離されている請求項２に記載のシステム。
【請求項5】
前記ターゲット上に配置され、前記ベースに電気的に結合されたシュラウドであって、少なくとも１つの電子ビームが前記ターゲットに到達できるように構成された複数の開口部を含むシュラウドをさらに含む、請求項２のいずれかに記載のシステム。
【請求項6】
前記アノードは線状アノードである請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記線状アノードは、長さ対幅のアスペクト比が４：１以上である請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記アノードは前記アノード支持構造体に、前記アノードの前記ターゲットとは反対側で結合される請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項9】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャ内の前記アノードに対する唯一の構造的支持体である請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項10】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャ内の前記アノードに対する唯一の電気接続である請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項11】
前記ターゲットは、前記アノード支持構造体に対して垂直な線または平面内に延びる複数のターゲットのうちの１つである請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項12】
前記第２の冷却通路のうちの第１のものは、前記アノードの中心軸に沿って配置され、前記第２の冷却通路のうちの第２のものと前記第２の冷却通路のうちの第３のものとは、前記第２の冷却通路のうちの前記第１のものの両側に配置される、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項13】
前記アノード支持構造体の前記第１の冷却通路のうちの１つは、前記アノードの複数の第２の冷却通路に結合される、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項14】
前記アノード支持構造体は、前記真空エンクロージャの外側から前記アノードへの電気接続を形成する、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項15】
方法であって、真空エンクロージャを貫通するアノード支持構造体を通して、冷媒を前記真空エンクロージャ内のアノードに向けて送ることと、
前記アノードにおいてまたは前記アノード内で前記冷媒を分割して、前記アノード内の第１の冷却通路内で反対方向に流すことと、
前記冷媒を、前記第１の冷却通路の端部において、前記アノード支持構造体に向かって延びる第２の冷却通路内に向け直すことと、
前記冷媒を前記第２の冷却通路から前記アノード支持構造体内に送ることと、を含み、
前記アノードは固定アノードである方法。
【請求項16】
前記アノード支持構造体を通して前記アノードに電気的に接続することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記アノードにおいて前記冷媒を分割することは、前記アノード支持構造体に対して垂直に延びるように前記冷媒を分割することを含む請求項１５から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項18】
前記アノード支持構造体のみによって前記アノードを支持することをさらに含む請求項１５から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項19】
システムであって、真空エンクロージャ内で電子ビームをＸ線に変換するための固定手段と、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段を支持し、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段に冷媒を供給するための手段と、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段内で、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段を通して前記冷媒を送るための手段と、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段内で、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段に供給された前記冷媒を分割するための手段と、
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段を支持し、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段に冷媒を供給するための手段と、を含むシステム。
【請求項20】
前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段を支持し、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段に冷媒を供給するための前記手段内に、前記電子ビームを前記Ｘ線に変換するための前記固定手段に電気的に接続するための手段をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【国際調査報告】