本实用新型专利技术涉及一种非弹性X射线散射装置，包括：供非弹性散射X射线通过并聚焦于一罗兰圆上的毛细管；供所述毛细管安装于其上的毛细管控制组件；对从所述毛细管经由所述罗兰圆传播的所述非弹性散射X射线进行衍射的分析晶体；供所述分析晶体安装于其上的分析晶体控制组件；对经所述分析晶体衍射并再次经由所述罗兰圆聚焦的所述非弹性散射X射线进行探测的探测器；以及供所述探测器安装于其上的探测器控制组件。本实用新型专利技术相较于专用的非弹性散射实验站而言，成本低廉，且探测效率也高于单分析晶体的非弹性散射装置，另外，本实用新型专利技术结构小巧，可兼用在各种同步辐射实验站中。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种光学试验辅助装置，尤其涉及一种非弹性X射线散射装置。
技术介绍
当一束X射线照射物质时，物质会吸收部分X射线，同时对X射线相干和不相干散射。相干散射入射光的波长不变，可以得到物质的静态特征，如原子排列等信息；不相干散射中散射光的波长改变，可以得到物质的动态行为，如电子的各种激发态特征。非弹性X光散射即为一种不相干散射，它主要用于研宄材料中的声子性质，材料中的各种元激发，如有机材料中的激子，强关联材料中d-d激发，原子分子的价壳层激发等等。非弹性X光散射技术是直接探测材料各种元激发性质的强有力工具，而各种元激发对于理解材料的热学、光学、磁学和输运等性质是至关重要的。目前，由于X光非弹性散射截面极小，要想得到有效的应用必须依赖第三代同步辐射光源产生的高亮度高通量X光。当今国外三大高能同步辐射光源都有非弹性X射线散射的专业应用，但它们都是依赖于专业的实验站、成套的商品化设备以及大量的分析晶体来提高可探测的非弹性散射光子数。这种专用实验站建设周期长，一般需要五年以上，而且成本昂贵，需要数千万。实验站一旦建成往往只能进行非弹性X光实验，因此兼容性和扩展性较差。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本技术旨在提供一种低成本、短制造周期的非弹性X射线散射装置，以克服建设专用非弹性X光散射实验站高成本、长周期等不足，并增大非弹性散射X射线的接收角，提高探测效率，达到准确轻便、可以在多种同步辐射实验站使用的目的。本技术所述的一种非弹性X射线散射装置，其包括:底板；供非弹性散射X射线通过并聚焦于一罗兰圆上的毛细管；供所述毛细管安装于其上并调整该毛细管空间位置及姿态的毛细管控制组件，其滑动连接在所述底板上；对从所述毛细管经由所述罗兰圆传播的所述非弹性散射X射线进行衍射的分析晶体，其位于所述罗兰圆上并与所述毛细管的位置相对；供所述分析晶体安装于其上并调整该分析晶体空间位置及姿态的分析晶体控制组件，其滑动连接在所述底板上；对经所述分析晶体衍射并再次经由所述罗兰圆聚焦的所述非弹性散射X射线进行探测的探测器，其具有位于所述罗兰圆上并与所述分析晶体位置相对的探头；以及供所述探测器安装于其上并调整该探测器空间位置及姿态的探测器控制组件，其滑动连接在所述底板上。在上述的非弹性X射线散射装置中，所述毛细管控制组件包括:供所述毛细管置于其上的毛细管支撑机构；连接在所述毛细管支撑机构下方的三维运动控制器，其底部通过第一滑块滑动连接于所述底板；以及与所述三维运动控制器连接的第一驱动机构。在上述的非弹性X射线散射装置中，所述分析晶体控制组件包括:供所述分析晶体置于其上的晶体支架；连接在所述晶体支架下方的第一五维运动控制器；其底部通过第二滑块滑动连接于所述底板；以及与所述第一五维运动控制器连接的第二驱动机构。在上述的非弹性X射线散射装置中，所述探测器控制组件包括:L形支架，其具有竖直部以及连接在该竖直部顶端的水平部，所述竖直部底端通过第三滑块滑动连接于所述底板；连接在所述L形支架的水平部下表面上的第二五维控制器，其底部与所述探测器连接，以使该探测器吊在所述毛细管上方；以及与所述第二五维控制器连接的第三驱动机构。在上述的非弹性X射线散射装置中，所述装置还包括设置在所述毛细管与所述分析晶体之间供所述非弹性散射X射线通过的充满氦气的管道。在上述的非弹性X射线散射装置中，所述底板上设有与所述毛细管控制组件、分析晶体控制组件以及探测器控制组件滑动连接的滑轨。由于采用了上述的技术解决方案，本技术通过采用毛细管将非弹性散射X射线聚焦至一罗兰圆，从而增大了非弹性散射X射线的接收角，并且通过置于该罗兰圆上的分析晶体对非弹性散射X射线进行衍射并再次聚焦至置于同一罗兰圆上的探测器探头以供其探测，从而使得大接收角的非弹性散射X射线可以被探测器捕捉，进而相较于单分析晶体的非弹性散射装置大大提高了探测效率。同时，本技术通过采用独立滑动设置在同一底板上的多个控制组件，分别控制毛细管、分析晶体和探测器的空间位置和姿态，从而可适应于不同的非弹性散射实验需要，并且可以在多种同步辐射实验站使用。另外，本技术结构简单，成本低廉，克服了建设专用非弹性X光散射实验站高成本、长周期等不足。【附图说明】图1是本技术的一种非弹性X射线散射装置的工作原理图；图2是本技术的一种非弹性X射线散射装置的结构侧视图；图3是本技术中毛细管控制组件的结构示意图；图4是本技术中分析晶体控制组件的结构示意图；图5是本技术中探测器控制组件的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述。图1为本技术，即一种非弹性X射线散射装置的工作原理图；如图1所示，入射X光I照射到样品2上后，会与该样品2相互作用，然后被散射到各个方向。部分非弹性散射X射线(下文称为散射X光子3)通过毛细管4后聚焦在罗兰圆5上(毛细管4的前焦点在样品2上，后焦点在罗兰圆5上)，相当于形成一个新的光源。这些散射X光子3经由罗兰圆5继续传播，然后经分析晶体6衍射后，最终被探测器7捕获。分析晶体6可以对散射束进行能量筛选，仅使满足衍射条件的光子进入探测器7 ;分析晶体6弯曲的表面也可以对散射束进行聚焦，使衍射的光子再次汇聚到罗兰圆5上，从而提高探测器7的探测效率。具体来说，如图2-5所示，本技术，即一种非弹性X射线散射装置，包括:底板205，其上设有滑轨204 ；供散射X光子3通过并聚焦于罗兰圆5上的毛细管4 (其前焦距例如为7mm，后焦距例如为60mm)；供毛细管4安装于其上并调整该毛细管4空间位置及姿态的毛细管控制组件201，其滑动连接在滑轨204上；对从毛细管4经由罗兰圆5传播的散射X光子3进行衍射的分析晶体6 (例如可采用硅555实现，其弯曲半径与罗兰圆5相同，例如均可为Im)，其位于罗兰圆5上并与毛细管5的位置相对(即毛细管4与分析晶体6在罗兰圆5的不同侧)；供分析晶体6安装于其上并调整该分析晶体6空间位置及姿态的分析晶体控制组件202，其滑动连接在滑轨204上；对经分析晶体6衍射并再次经由罗兰圆5聚焦的散射X光子3进行探测的探测器7(探测器7的工作状态可以由计算机远程控制；实验时，既可以固定散射光能量扫入射光，也可以固定入射光能量扫散射光)，其具有位于罗兰圆5上并与分析晶体6位置相对的探头(图中未示当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非弹性X射线散射装置，其特征在于，所述装置包括：底板；供非弹性散射X射线通过并聚焦于一罗兰圆上的毛细管；供所述毛细管安装于其上并调整该毛细管空间位置及姿态的毛细管控制组件，其滑动连接在所述底板上；对从所述毛细管经由所述罗兰圆传播的所述非弹性散射X射线进行衍射的分析晶体，其位于所述罗兰圆上并与所述毛细管的位置相对；供所述分析晶体安装于其上并调整该分析晶体空间位置及姿态的分析晶体控制组件，其滑动连接在所述底板上；对经所述分析晶体衍射并再次经由所述罗兰圆聚焦的所述非弹性散射X射线进行探测的探测器，其具有位于所述罗兰圆上并与所述分析晶体位置相对的探头；以及供所述探测器安装于其上并调整该探测器空间位置及姿态的探测器控制组件，其滑动连接在所述底板上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：闫帅，杨科，张玲，何燕，王娟，何上明，李爱国，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31
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