MetalJet X-ray sources
For synchrotron-like performance in the home lab

The Excillum MetalJet series of X-ray sources are based on our unique metal-jet technology. Achieving significantly higher brightness and smaller spot sizes than any other available microfocus X-ray source, the MetalJet can create very brilliant and small beams enabling the closest possible to synchrotron performance in the home lab.

The metal-jet technology can thereby e.g. enable a major increase of the image acquisition speed with maintained resolution in an X-ray imaging application or measurement throughput improvement combined with better precision and accuracy in an analytical application.

Especially in the microfocus X-ray spot size range, from about 5 µm diameter to a few tens of µm, a source based on a liquid-metal jet anode significantly outperforms a classical solid anode X-ray source.

The liquid-metal jet concept

The MetalJet X-ray tubes are conventional microfocus tubes with the solid-metal anode replaced by a liquid-metal jet. This type of anode is continuously regenerated and already in the molten stage. Thereby, the classical power limit of an X-ray source, when the anode is permanently damaged by the electron beam, may be disregarded. The metal-jet supports higher electron-beam power and can therefore generate higher X-ray flux.

Excillum MetalJet D2+ image

Regular anode.

Liquid-metal jet anode.

Watch the videos below for an inside view of the metal-jet technology.

Solid anode vs liquid-metal jet
A look inside the Excillum MetalJet


全ての電子衝突型X線発生装置によるX線出力 は、アノードの熱出力負荷によって制限されます。 従来の固体アノード技術では、損傷を避けるため にアノードの表面温度を融点よりも十分に低くし なければなりません。これは基本的にアノードで あるターゲット材料の特性、主に融点と熱伝導率 によって制限されます。

一方、液体金属アノードであるMetalJetでは、タ ーゲットを融点より十分に低い温度に維持しな ければならないという制約が解消されます。これ は、ターゲット材料が初めから溶解しており、ま た液体ジェットの性質上、ターゲットが常に再生 しているためです。新鮮なターゲット材料は100 m/sに近い速度で供給されます。アノードが連続的に再生されているので、電子ビームとアノードの相互作用は、実際に破壊的にまでなり得るのです。


直観的には少々理解しにくいですが、小焦点X線 管の出力負荷能力は、電子ビームの焦点面積で はなく、ほぼその直径によって規定されます。従って、輝度は光源の直径に反比例します。

並外れた出力負荷能力と微小な電子ビーム焦点 の組み合わせにより、液体ジェットを用いたX線 源は、ミクロンオーダーのスポットサイズで、これ までにない輝度を達成することができるのです。


第一世代のMetalJet源は、およそ室温で液化する金 属合金を特徴とします。それにもかかわらず、いくつ かの合金は通常の固体アノードと類似したエミッシ ョン特性を示します。今後のアップグレードには、融 点がさらに高い合金も含まれる可能性があります。


ガリウム(Ga)リッチ合金が利用可能です。この合金 の9.2 keV(1.3Å)Kα線は、銅(Cu)のKα線に近接して います。


インジウム(In)リッチ合金も利用可能です。この合金 の24 keV(0.51Å)Kα線は、銀(Ag)のKα線に近くなりま す。


高度な電磁集束および補正光学系と高輝度 LaB カソードの組み合わせにより、高品質な電子ビーム集束が実現します。連続的に生成され


スポットサイズとアスペクト比はどちらも自由に 調整できます。

MetalJet X-ray spot shape line
MetalJet X-ray spot shape dot


線源の空間安定性は非常に高い値を示します。 以下の画像は、線源に機械的に結合されたピン ホールカメラで撮影したとき、スポット中心位置 が24時間にわたって標準偏差約 0.1 μm 以内で あることを示しています。

MetalJet products

Some MetalJet application areas

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We have a growing organization and a network of partners with the capabilities and expertise to maximize the benefits of our technology in your application.

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