带有T机构的单色分光系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410374067.1

申请日:

2014.07.31

公开号:

CN104122667A

公开日:

2014.10.29

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G02B 27/10申请公布日:20141029|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 27/10申请日:20140731|||公开

IPC分类号:

G02B27/10; G02B27/42

主分类号:

G02B27/10

申请人:

中国科学院高能物理研究所

发明人:

周旭; 刘聪展

地址:

100049 北京市石景山区玉泉路19号(乙)中科院高能所天体楼

优先权:

专利代理机构:

北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙) 11435

代理人:

孟阿妮

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内容摘要

本发明提供一种带有T机构的单色分光系统,包括:带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为[551]的硅晶体制成;所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行分光。本发明实施例有效解决了现有技术无法有效从目标光线中分离高能量的单色光的技术问题。

权利要求书

1.  一种带有T机构的单色分光系统,包括:带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,其特征在于:
所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为[551]的硅晶体制成;
所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分光。

2.
  根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于:
所述带有T机构的单色分光器具体为采用两个晶向指数均为[551]的硅晶体制成的双晶单色分光器;其中,所述两个硅晶体相对的两个表面相互平行,且该两个表面分别与各自所述硅晶体内的晶向指数[551]所对应的方向平行;所述两个硅晶体相对的两个表面与所述入射光线成θ角度。

3.
  根据权利要求2所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述θ角度的大小为3°。

4.
  根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,还包括:
依次套接在所述入射光机的出光口位置的第一准直管和第一光阑;以及依次套接在所述探测器的入光口位置的第二准直管和第二光阑。

5.
  根据权利要求4所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述套接在所述入射光机的出光口位置侧的所述第一光阑的直径为2mm;所述套接在所述探测器的入光口位置侧的所述第二光阑的直径为5mm。

6.
  根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述探测器具体为NaI/CsI复合晶体探测器。

7.
  根据权利要求1-6任一项所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,还包括:
分别设置在所述入射光机和所述探测器外围的屏蔽罩。

8.
  根据权利要求1-6任一项所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述入射光线为X光线。

说明书

带有T机构的单色分光系统
技术领域
本发明涉及同步辐射技术,尤其涉及一种带有T机构的单色分光系统。
背景技术
基于布拉格衍射原理,通过改变入射光线衍射晶面夹角(即布拉格角)来选择不同波长光束,进行分光。以X光机或同步辐射光作为布拉格衍射的入射光源为例,为了从连续光谱中分离出单色光,双晶体单色器是常用关键部件。双晶体单色器要求两衍射面具有相同晶面指数并严格晶面平行,通过转动双晶体角度,可以使出射光束位置固定。
现有双晶体单色器常用Si111等低指数晶面的晶体做分光,要想分出高能量的单色光需要将布拉格角度变小,即对应着的两块晶体间的垂直距离变小,这样容易将入射光束的部分光被最终探测单色光的探测器接收到,增加了单色光本底。同时,为了让布拉格角度更小,需要入射光束的尺寸尽量变小,这样影响可单色光的通量。
发明内容
本发明提供一种带有T机构单色分光系统,用于解决现有技术中无法有效从目标光线中分离高能量的单色光的技术问题。
本发明实施例提供一种带有T机构单色分光系统,包括:带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,其特征在于:
所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为[551]的硅晶体制成;
所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分光。
本发明提供带有T机构单色分光系统,通过采用晶向指数为[551]的硅 晶体作为单色器,即采用较小的晶格间距来作为布拉格衍射原理中的距离d,从而可有效分离出目标入射光线中能量较高的单色光。
附图说明
图1为本发明提供的带有T机构的单色分光系统一个实施例的结构示意图;
图2为本发明提供的带有T机构的单色分光器的一个实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的带有T机构的单色分光系统另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明提供的带有T机构的单色分光系统一个实施例的结构示意图。如图1所示,该带有T机构的单色分光系统具体包括:
带有T机构的单色分光器11、入射光机12和探测器13;其中:带有T机构的单色分光器11采用晶向指数为[551]的硅晶体制成;带有T机构的单色分光器11接收入射光机12发出的入射光线,并将入射光线经过布拉格衍射后,岀射到探测器13上,以实现对入射光线进行单色分光。
具体的,上述带有T机构的单色分光器11中涉及的T机构可以为现有技术中已经应用的各种T机构,本实施例中T机构适用现有T机构的所有功能和操作,在此对其原理和操作方法不做赘述。上述带有T机构的单色分光器11是指与现有T机构配合使用且主要通过布拉格衍射原理实现对入射光线进行分光的硅晶体。本实施例中该硅晶体具体为晶向指数为[551]的硅晶体。晶向指数为[551]的硅晶体,其晶格间距d为0.076nm,远小于通常使用的晶向为[111]的硅晶体的晶格间距即0.313nm,由布拉格衍射公式:2dsinθ=nλ,可知,当布拉格角θ固定时,d越小,可以衍射出的单色光的波长λ越小,衍射出的单色光的能量越大。
在具体操作过程中,可通过上述带有T机构的单色分光器11接收上述入射光机12发出的入射光线,并将该入射光线经过上述晶向指数为[551]的硅晶体的布拉格衍射后,岀射到上述探测器13上,以实现对上述入射光线进行单色 分光。通过调节入射光线与上述晶向指数为[551]的硅晶体的表面间形成的入射角θ,来选择所需分出的固定能量的单色光。
进一步的,如图2所示,本实施例给出了带有T机构的单色分光系统中带有T机构的单色分光器11的一种具体的实现结构示意图。具体的,上述带有T机构的单色分光器11可以为采用两个晶向指数均为[551]的硅晶体制成的双晶单色分光器;其中,上述两个硅晶体相对的两个表面相互平行,且该两个表面分别与各自硅晶体内的晶向指数[551]所对应的方向平行;该两个硅晶体相对的两个表面与上述入射光线成θ角度。
具体地,两块硅晶体可同时固定在T机构的转台上,相对表面位置平行。其中,一块硅晶体依托在T机构上,可以通过调节承载该硅晶体的T机构部分的投角和滚角来调节该硅晶体的相对位置以保证该硅晶体与另外一硅晶体表面平行。其中,相对的两个硅晶体的表面又分别与其各自硅晶体内的晶向指数[551]所对应的方向平行。转动转台,可以让入射光线打在其中一个硅晶体表面(该表面为与另一个硅晶体相对的表面),经过布拉格衍射后的单色光经过另一块硅晶体的表面,再次发生布拉格衍射,最终将衍射出的单色出射到探测器13,以实现对上述入射光线进行单色分光。其中,由于两块硅晶体相对的两个表面平行,因此,即使改变布拉格角度(即上述θ)的大小,其出射光的高度也保持不变。
进一步的,上述θ角度具体可以为3°。
进一步的,如图3所示,本实施例还给出了带有T机构的单色分光系统的一种具体的实现结构示意图,即在上述图1和图2所示实施例的基础上,上述带有T机构的单色分光系统,还包括:
依次套接在入射光机12的出光口位置的第一准直管14和第一光阑15;以及依次套接在探测器13的入光口位置的第二准直管16和第二光阑17。
其中,第一准直管14和第一光阑15用于对入射光线起到准直限束的作用;第二准直管16和第二光阑17用于对经过第二次布拉格衍射出的入射光线起到屏蔽光机本底的作用。
进一步的,上述套接在入射光机12的出光口位置侧的第一光阑15的直径为2mm;上述套接在探测器13的入光口位置侧的第二光阑17的直径为5mm。
进一步的,本实施例提供的带有T机构的单色分光系统,还包括:上述探测器13具体为NaI/CsI复合晶体探测器。
进一步的,本实施例提供的带有T机构的单色分光系统,还包括:分别设置在上述入射光机12和探测器13外围的屏蔽罩18。该屏蔽罩18具体为铅屏蔽,其作用为屏蔽从入射光机的光管处打出的入射光线,以使所有能量的入射光线均从出光口射出。
进一步的,本实施例提供的带有T机构的单色分光系统中,上述入射光机12产生的入射光线具体可以为X光线。
本发明提供的带有T机构的单色分光系统,包括带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器;其中,所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为[551]的硅晶体制成;所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分光。该方案通过采用晶向指数为[551]的硅晶体作为单色器,即采用较小的晶格间距来作为布拉格衍射原理中的距离d,从而可有效分离出目标入射光线中能量较高的单色光。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104122667A43申请公布日20141029CN104122667A21申请号201410374067122申请日20140731G02B27/10200601G02B27/4220060171申请人中国科学院高能物理研究所地址100049北京市石景山区玉泉路19号(乙)中科院高能所天体楼72发明人周旭刘聪展74专利代理机构北京志霖恒远知识产权代理事务所普通合伙11435代理人孟阿妮54发明名称带有T机构的单色分光系统57摘要本发明提供一种带有T机构的单色分光系统,包括带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为551的硅晶体制成;。

2、所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行分光。本发明实施例有效解决了现有技术无法有效从目标光线中分离高能量的单色光的技术问题。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104122667ACN104122667A1/1页21一种带有T机构的单色分光系统,包括带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,其特征在于所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为551的硅晶体制成;所述带有T机构的单色分光器接收所。

3、述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分光。2根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于所述带有T机构的单色分光器具体为采用两个晶向指数均为551的硅晶体制成的双晶单色分光器;其中,所述两个硅晶体相对的两个表面相互平行,且该两个表面分别与各自所述硅晶体内的晶向指数551所对应的方向平行;所述两个硅晶体相对的两个表面与所述入射光线成角度。3根据权利要求2所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述角度的大小为3。4根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,还包括依次套接在所述入射光机的出光口位。

4、置的第一准直管和第一光阑;以及依次套接在所述探测器的入光口位置的第二准直管和第二光阑。5根据权利要求4所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述套接在所述入射光机的出光口位置侧的所述第一光阑的直径为2MM;所述套接在所述探测器的入光口位置侧的所述第二光阑的直径为5MM。6根据权利要求1所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述探测器具体为NAI/CSI复合晶体探测器。7根据权利要求16任一项所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,还包括分别设置在所述入射光机和所述探测器外围的屏蔽罩。8根据权利要求16任一项所述的带有T机构的单色分光系统,其特征在于,所述入射光线为X光线。权利要。

5、求书CN104122667A1/3页3带有T机构的单色分光系统技术领域0001本发明涉及同步辐射技术,尤其涉及一种带有T机构的单色分光系统。背景技术0002基于布拉格衍射原理,通过改变入射光线衍射晶面夹角即布拉格角来选择不同波长光束,进行分光。以X光机或同步辐射光作为布拉格衍射的入射光源为例,为了从连续光谱中分离出单色光,双晶体单色器是常用关键部件。双晶体单色器要求两衍射面具有相同晶面指数并严格晶面平行,通过转动双晶体角度,可以使出射光束位置固定。0003现有双晶体单色器常用SI111等低指数晶面的晶体做分光,要想分出高能量的单色光需要将布拉格角度变小,即对应着的两块晶体间的垂直距离变小,这样。

6、容易将入射光束的部分光被最终探测单色光的探测器接收到,增加了单色光本底。同时,为了让布拉格角度更小,需要入射光束的尺寸尽量变小,这样影响可单色光的通量。发明内容0004本发明提供一种带有T机构单色分光系统,用于解决现有技术中无法有效从目标光线中分离高能量的单色光的技术问题。0005本发明实施例提供一种带有T机构单色分光系统,包括带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器,其特征在于0006所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为551的硅晶体制成;0007所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分。

7、光。0008本发明提供带有T机构单色分光系统,通过采用晶向指数为551的硅晶体作为单色器,即采用较小的晶格间距来作为布拉格衍射原理中的距离D,从而可有效分离出目标入射光线中能量较高的单色光。附图说明0009图1为本发明提供的带有T机构的单色分光系统一个实施例的结构示意图;0010图2为本发明提供的带有T机构的单色分光器的一个实施例的结构示意图。0011图3为本发明提供的带有T机构的单色分光系统另一个实施例的结构示意图。具体实施方式0012图1为本发明提供的带有T机构的单色分光系统一个实施例的结构示意图。如图1所示,该带有T机构的单色分光系统具体包括0013带有T机构的单色分光器11、入射光机1。

8、2和探测器13;其中带有T机构的单色分光器11采用晶向指数为551的硅晶体制成;带有T机构的单色分光器11接收入射光机12发出的入射光线,并将入射光线经过布拉格衍射后,岀射到探测器13上,以实现对入说明书CN104122667A2/3页4射光线进行单色分光。0014具体的,上述带有T机构的单色分光器11中涉及的T机构可以为现有技术中已经应用的各种T机构,本实施例中T机构适用现有T机构的所有功能和操作,在此对其原理和操作方法不做赘述。上述带有T机构的单色分光器11是指与现有T机构配合使用且主要通过布拉格衍射原理实现对入射光线进行分光的硅晶体。本实施例中该硅晶体具体为晶向指数为551的硅晶体。晶向。

9、指数为551的硅晶体,其晶格间距D为0076NM,远小于通常使用的晶向为111的硅晶体的晶格间距即0313NM,由布拉格衍射公式2DSINN,可知,当布拉格角固定时,D越小,可以衍射出的单色光的波长越小,衍射出的单色光的能量越大。0015在具体操作过程中,可通过上述带有T机构的单色分光器11接收上述入射光机12发出的入射光线,并将该入射光线经过上述晶向指数为551的硅晶体的布拉格衍射后,岀射到上述探测器13上,以实现对上述入射光线进行单色分光。通过调节入射光线与上述晶向指数为551的硅晶体的表面间形成的入射角,来选择所需分出的固定能量的单色光。0016进一步的,如图2所示,本实施例给出了带有T。

10、机构的单色分光系统中带有T机构的单色分光器11的一种具体的实现结构示意图。具体的,上述带有T机构的单色分光器11可以为采用两个晶向指数均为551的硅晶体制成的双晶单色分光器;其中,上述两个硅晶体相对的两个表面相互平行,且该两个表面分别与各自硅晶体内的晶向指数551所对应的方向平行;该两个硅晶体相对的两个表面与上述入射光线成角度。0017具体地,两块硅晶体可同时固定在T机构的转台上,相对表面位置平行。其中,一块硅晶体依托在T机构上,可以通过调节承载该硅晶体的T机构部分的投角和滚角来调节该硅晶体的相对位置以保证该硅晶体与另外一硅晶体表面平行。其中,相对的两个硅晶体的表面又分别与其各自硅晶体内的晶向。

11、指数551所对应的方向平行。转动转台,可以让入射光线打在其中一个硅晶体表面该表面为与另一个硅晶体相对的表面,经过布拉格衍射后的单色光经过另一块硅晶体的表面,再次发生布拉格衍射,最终将衍射出的单色出射到探测器13,以实现对上述入射光线进行单色分光。其中,由于两块硅晶体相对的两个表面平行,因此,即使改变布拉格角度即上述的大小,其出射光的高度也保持不变。0018进一步的,上述角度具体可以为3。0019进一步的,如图3所示,本实施例还给出了带有T机构的单色分光系统的一种具体的实现结构示意图,即在上述图1和图2所示实施例的基础上,上述带有T机构的单色分光系统,还包括0020依次套接在入射光机12的出光口。

12、位置的第一准直管14和第一光阑15;以及依次套接在探测器13的入光口位置的第二准直管16和第二光阑17。0021其中,第一准直管14和第一光阑15用于对入射光线起到准直限束的作用;第二准直管16和第二光阑17用于对经过第二次布拉格衍射出的入射光线起到屏蔽光机本底的作用。0022进一步的,上述套接在入射光机12的出光口位置侧的第一光阑15的直径为2MM;上述套接在探测器13的入光口位置侧的第二光阑17的直径为5MM。0023进一步的,本实施例提供的带有T机构的单色分光系统,还包括上述探测器13具说明书CN104122667A3/3页5体为NAI/CSI复合晶体探测器。0024进一步的,本实施例提。

13、供的带有T机构的单色分光系统,还包括分别设置在上述入射光机12和探测器13外围的屏蔽罩18。该屏蔽罩18具体为铅屏蔽,其作用为屏蔽从入射光机的光管处打出的入射光线,以使所有能量的入射光线均从出光口射出。0025进一步的,本实施例提供的带有T机构的单色分光系统中,上述入射光机12产生的入射光线具体可以为X光线。0026本发明提供的带有T机构的单色分光系统,包括带有T机构的单色分光器、入射光机和探测器;其中,所述带有T机构的单色分光器采用晶向指数为551的硅晶体制成;所述带有T机构的单色分光器接收所述入射光机发出的入射光线,并将所述入射光线经过布拉格衍射后,岀射到所述探测器上,以实现对所述入射光线进行单色分光。该方案通过采用晶向指数为551的硅晶体作为单色器,即采用较小的晶格间距来作为布拉格衍射原理中的距离D,从而可有效分离出目标入射光线中能量较高的单色光。0027最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。说明书CN104122667A1/1页6图1图2图3说明书附图CN104122667A。

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