铍作为传统的X射线管窗口材料，其硬度较低 （莫氏硬度为4），在制作大面积窗口时，因管体内外压强差较大，易破碎，并且铍表面的氧化膜对气密性影响较大。
金刚石作为热点材料，属于典型的面心立方结构，是原子排列最紧密的材料之一，具有很高的硬度和抗压强度，以及优异的热学、光学和电学性能。现阶段，金刚石单线切割机、化学气相沉积等方法均已相当成熟，可以制备直径为50~150 mm的大面积金刚石薄膜。其封装工艺采用活性钎料钎焊（含活性金属Ti、Zr）的方法，可以有效提高封装管内部的真空度。目前，金刚石材料已广泛应用于红外窗口、 高能激光武器窗口、高功率微波武器回旋管、行波管、光刻系统核心组件的制造。因此，金刚石较好的X射线透明性和机械强度对于应用于微型X射线管窗口具有一定的研究价值。
X射线管出射原级谱包含：韧致辐射连续谱、 叠加在连续谱之上的特征X射线以及低能散射。低能韧致辐射和散射本底会对痕量元素的测量会产生不利影响。因此，需要采用合适的光学窗口来 屏蔽X射线管的低能韧致辐射和低能散射射线。同时，尽可能提高较高能量射线（有效激发射线）的有效透射比。射线强度初始强度为I0，经过厚度为t 的窗体后，束流强度将衰减为： I = I0e− μ ⋅ t (1) 式中：µ为线性吸收系数，cm−1 。表示单位厚度上的窗体原子与X射线发生相互作用的概率。光学窗口原子序数越大，质量衰 减系数越大；对于确定的光学窗口材料，质量衰减系 数随X射线能量的增加而减小。
随着铍光学窗口厚度的增加，Si-K 系（管体为玻璃，SiO2）和Ag-L系特征X射线计数率下降明显，当厚度达到2.5 mm时两个特征X射线计数率均降至0，当厚度达到3 mm时该能量区间只有 0.51%的X射线通过窗口。当金刚石厚度达到0.25 mm时两个特征X射线计数率均降为0， 当厚度达到 1 mm 时该区间的 X 射线即可被完全屏蔽。
由下图可知， 5~20 keV 能量范围的 X 射线通过 光学窗口的注量率，通过铍光学窗口的注量率变化缓慢；通过金刚石光学窗口的注量率随着厚度的增加迅速减小，且注量率远小于铍。即说明金刚石光学窗口对 5~20 keV 能量范围的出射 X 射线屏蔽效果更好
针对50 kV的侧窗式微型X射线管的金刚石滤 光片厚度的选择，分别计算了不同厚度下，特征X射线的透射比T、峰总比P和高能区（20~30 keV）的有 效透射比TE。其中2 mm厚的金刚石光学窗口特征 X射线的透射比T为76.5%，峰总比P为27.9%，有效 透射比TE为154.5%，能满足“阻低通高”的要求。且随着金刚石制备技术的迅猛发展，制作成本也会逐步降低，金刚石在X射线管光学窗口选材方面具有较好的应用价值。
金刚石具有多种超凡的性能，是满足光学应用要求的理想材料，具有迄今为止最高的热导率，表现出最广泛的光谱传输范围。CSMH是一家宽禁带半导体材料公司，致力于金刚石热沉片、金刚石窗口片、氮化铝薄膜等产品的研发与销售。
