X射线管中的纳米光子热管理
光学
2025-03-28 v1 应用物理
医学物理
摘要
在X射线管中，通过布雷姆斯拉尔生成X射线时，超过99%的功率以热形式耗散在阳极上。因此，热管理是提升更高亮度和更好空间相干性X射线管性能的关键瓶颈，这些性能对于将相位对比成像等成像模态转化为临床应用至关重要。在旋转阳极X射线管中，最常见的设计中，热辐射是制约阳极（设备中最热部位）高效冷却的瓶颈。我们预测，针对X射线管阳极进行纳米光子加工可通过热辐射增强散热，使其在不增加温度的情况下即可实现更高功率运行。焦点尺寸——与生成X射线的空间相干性相关——也可在恒定温度下制造得更小。我们方法的主要优势是原则上可对热辐射的光谱和方向进行完全控制，这可能导致最佳热路由和性能提升。
引用
@article{arxiv.2503.20946,
title = {Nanophotonic thermal management in X-ray tubes},
author = {Simo Pajovic and Charles Roques-Carmes and Seou Choi and Steven E. Kooi and Rajiv Gupta and Michael E. Zalis and Ivan Čelanović and Marin Soljačić},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.20946},
year = {2025}
}
备注
Main text: 13 pages including references, 2 figures; Supporting Information: 20 pages, 14 figures, located after the main text and references