X射线是高速运动的电子在与物质相互作用中产生的。在X射线管中，从阴极发射的电子，经阴极、阳极间的电场加速后，轰击X射线管靶(Target)，将其动能传递给靶上的原子。其中约有1%左右的能量转化为X射线，并从X射线照射窗(Output Window)中射出。在Thermo微聚焦X射线源中，阴极发射的电子会被聚焦到靶上的一个点，称为X射线焦点(X-ray Focal Spot) ;微聚焦X射线源所发出的X射线均从X射线焦点以一个特定的发射角(Beam Angle) 射出，一般作为X-射线光源应用于工业或科研无损检测/成像之中。
为了给电子加速到足够轰击产生X射线的能量，X射线管中阴阳极之间所加的管电压一般高达几十KV到几百KV;所以除了X射线管之外，Thermo微聚焦X射线源还需要配套的高压电源以及控制器单元。为了避免高压线接口插拔所导致的高压放电故障(这在工业无损检测应用中尤其关键)，市场上主流的微聚焦X射线源均采用一体化设计——不仅能够增加稳定性，降低返修率;而且可以将微聚焦X射线源做到很小的体积，方便操作和安装。
在无损检测中，从Thermo微聚焦X射线源的焦点射出的X射线通过样品，之后由X射线相机等探测器进行成像。由于X射线对于样品内不同结构、材料穿透能力的不同，其内部结构就可以被X射线相机所采集并在电脑上呈现。
此成像系统还有一定的放大效果，放大倍数等于D2(焦点到相机的距离)除以D1(焦点到样品的距离);需要较高放大倍数时，选择较小的D1是一种很常见的方式，所以滨松彩页中给出了每款微聚焦X射线源焦点到样品距离的最小值，命名为FOD(Focus to Object Distance) 。
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