吉達科研有限公司

什麼是 XRF 濾波器（Filter）？

X 光管（X-ray Tube）產生的 X-ray 並不是單一能量，而是包含不同能量的連續 X-ray（Bremsstrahlung）以及特徵 X-ray。
然而，這些 X-ray 並不是全部都有利於目標元素分析。部分能量可能增加樣品的散射訊號及光譜背景，使低濃度元素的訊號較不容易被辨識。
Filter（濾波器）的主要作用，就是選擇性削弱不需要的 X-ray 能量，使目標元素的特徵訊號更容易被辨識。

濾波器（Filter）是越多越好嗎?

XRF 的 Filter 不是越多越好，重點是「是否適合目標元素與激發條件」。代表儀器可以針對不同元素或能量區域，選擇不同材質／厚度的 Filter。這通常代表激發條件的調整彈性比較大，但不等於分析性能一定比較好。因為 Filter 在削弱不需要的 X-ray 能量時，也會降低一部分有效的 X-ray 強度。過度過濾可能造成：
X-ray 強度下降 → Counts 降低 → 統計品質下降 → 反而不利於分析

每一組 Filter 都需要一定的量測時間，因此過多的Filter也可能使總分析時間增加。

如何選擇濾波器（Filter）？

XRF 濾波器的選擇，並不是單純比較 Filter 的數量，而是要根據目標分析元素、X 光管靶材以及激發條件，選擇適合的 Filter 材質與厚度。
XRF Filter 的設計主要依據目標元素的激發能量、X 光管靶材能譜及 Filter 材料的 X-ray 吸收特性，透過選擇適當的材質與厚度，調整入射 X-ray 能譜，降低不必要的背景與干擾，同時保留有利於目標元素激發的能量。

其中最重要的是下面幾項：

1. 目標分析元素（Target Elements）
   不同元素需要不同能量的 X-ray 才能有效激發，因此 Filter 首先要配合「想測哪些元素」。
2. 元素的吸收邊（Absorption Edge）
   入射 X-ray 能量必須高於目標元素相應殼層的吸收邊，才能有效產生螢光 X-ray。因此設計 Filter 時，要避免把有利於目標元素激發的能量過度削弱。
3. X 光管靶材（Anode Target）
   Rh、W、Ag 等靶材產生的連續光譜與特徵線不同，所以即使分析相同元素，搭配不同靶材時，最佳 Filter 也可能不同。
4. Filter 材質的吸收特性
   Al、Ti、Cu 等不同材料具有不同的質量衰減係數與吸收邊，因此可以選擇性削弱不同能量區域。
5. Filter 厚度
   同一種材料，厚度不同，X-ray 穿透率也不同。基本關係可以理解為：
   厚度增加 → 特定能量 X-ray 衰減增加。
   所以 Filter 設計其實是 「材質 + 厚度」一起決定，而不是只有材質。
6. 最終分析效果
   原廠最後還是要看實際光譜，包括 Counts、Peak-to-Background Ratio、干擾峰、LOD、精度與量測時間，再最佳化 Filter + 電壓 + 電流 的組合

結論

選擇 XRF 濾波器時，重點並非 Filter 數量越多越好，而是能否透過適當的材質、厚度及 kV、μA 搭配，在分析靈敏度、背景抑制與測試時間之間取得最佳平衡。