桌面式等离子超快X射线源制造技术

本发明专利技术公开了桌面式等离子超快X射线源，包括真空腔、反应腔、靶带、屏蔽带、X射线CCD、靶带传动系统、屏蔽带传动系统及外部光路系统，其中，反应腔位于真空腔内，反应腔左右侧壁均构成有两条竖直设置的屏蔽带条形过缝和一条竖直设置的靶带条形过缝，靶带穿过反应腔上的两条靶带条形过缝且由靶带传动系统驱动其移位，屏蔽带的数量为两条，两条屏蔽带分别穿过反应腔后侧的两条屏蔽带条形过缝和反应腔前侧的两条屏蔽带条形过缝，屏蔽带传动系统驱动屏蔽带移位。真空腔的腔体侧壁设有位于反应腔前侧的光学窗口和位于反应腔后侧的X射线窗口。本发明专利技术应用时光子产额足，数据采集周期短，并能保证实验数据的可靠性，能够极大提高设备性能参数及稳定性。

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【技术实现步骤摘要】
桌面式等离子超快X射线源
本专利技术涉及超快晶格动力学探测领域，具体是桌面式等离子超快X射线源。
技术介绍
目前超快X射线主要被应用于超快现象探测领域，如超快X射线衍射、超快X射线吸收技术等。短脉冲X射线作为重要的超快探测束，以先进的三代同步加速器辐射源和X射线自由电子激光器为代表的大规模X射线短源，以其卓越的性能和高的功率对科学技术的发展产生巨大的影响。然而，现有X射线短源因成本昂贵、体积庞大，难以将中小型研究实验室推广到医院和其他应用场景。开发具有小尺寸、低成本和优异性能的新型超短X射线源越来越受到人们的重视。如何在减小超短X射线源的体积的同时，避免光子产额不足和数据采集周期过长，并保证实验数据的可靠性，这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现今没有相应的设备，也没有相关介绍。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决等离子X射线源设备在体积减小后存在光子产额不足、数据采集周期过长、实验数据的可靠性降低的问题，提供了一种桌面式等离子超快X射线源，其结构简单，便于实现，成本低，体积小，且其光子产额足，数据采集周期短，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，包括真空腔(1)、反应腔(2)、靶带(3)、屏蔽带(4)、X射线CCD(22)、靶带传动系统、屏蔽带传动系统及外部光路系统，所述反应腔(2)位于真空腔(1)内，反应腔(2)左右侧壁均构成有两条竖直设置的屏蔽带条形过缝(30)和一条竖直设置的靶带条形过缝(31)，位于反应腔(2)同一侧壁上的两条屏蔽带条形过缝(30)分布于该侧壁上靶带条形过缝(31)的两侧且分别靠近该侧壁前后两侧端头部位，所述靶带(3)穿过反应腔(2)上的两条靶带条形过缝(31)且由靶带传动系统驱动其从反应腔(2)一侧向另一侧移位，所述屏蔽带(4)的数量为两条，一条屏蔽带(4)穿过靠近反...

【技术特征摘要】
1.桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，包括真空腔(1)、反应腔(2)、靶带(3)、屏蔽带(4)、X射线CCD(22)、靶带传动系统、屏蔽带传动系统及外部光路系统，所述反应腔(2)位于真空腔(1)内，反应腔(2)左右侧壁均构成有两条竖直设置的屏蔽带条形过缝(30)和一条竖直设置的靶带条形过缝(31)，位于反应腔(2)同一侧壁上的两条屏蔽带条形过缝(30)分布于该侧壁上靶带条形过缝(31)的两侧且分别靠近该侧壁前后两侧端头部位，所述靶带(3)穿过反应腔(2)上的两条靶带条形过缝(31)且由靶带传动系统驱动其从反应腔(2)一侧向另一侧移位，所述屏蔽带(4)的数量为两条，一条屏蔽带(4)穿过靠近反应腔(2)后侧的两条屏蔽带条形过缝(30)，另一条屏蔽带(4)穿过靠近反应腔(2)前侧的两条屏蔽带条形过缝(30)，所述屏蔽带传动系统的数量为两个，每个屏蔽带传动系统对应驱动一条屏蔽带(4)从反应腔(2)一侧向另一侧移位；
所述真空腔(1)的腔体侧壁设有位于反应腔(2)前侧的光学窗口(5)和位于反应腔(2)后侧的X射线窗口(6)，所述X射线窗口(6)位于光学窗口(5)正后方，所述反应腔(2)前侧壁设有正对光学窗口(5)的开口，反应腔(2)后侧壁设有正对X射线窗口(6)的开口，两条所述的屏蔽带(4)分别从反应腔(2)前后侧壁上开口正对的腔体内区域穿过；
所述外部光路系统包括飞秒激光器(21)、分束镜(23)、泵浦延迟光路及打靶光路，所述飞秒激光器(21)用于产生主激光束，所述分束镜(23)用于将飞秒激光器(21)产生的激光能量分配成泵浦束和打靶束，所述泵浦延迟光路用于将泵浦束进行时间延迟后作用于样品(29)，所述打靶光路用于控制打靶束经光学窗口(5)后与靶带(3)作用产生X射线，该X射线穿过X射线窗口(6)后作用于样品(29)，所述泵浦束和X射线作用于样品(29)同一处；所述X射线CCD(22)用于对样品(29)的泵浦探测数据进行扫描采集。


2.根据权利要求1所述的桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，所述靶带传动系统包括第一伺服电机(11)、第一编码器(13)、靶带主动盘(7)及靶带被动盘(8)，所述靶带主动盘(7)和靶带被动盘(8)均设于真空腔(1)内且分别位于反应腔(2)左右两侧，所述靶带(3)两端分别固定于靶带主动盘(7)和靶带被动盘(8)上且靶带(3)缠绕在靶带主动盘(7)和/或靶带被动盘(8)上，所述第一编码器(13)设于真空腔(1)外用于监测靶带被动盘(8)角速度大小及靶带(3)运转是否正常，所述第一伺服电机(11)设于真空腔(1)外用于驱动靶带主动盘(7)转动；
所述屏蔽带传动系统包括第二伺服电机(12)、第二编码器(14)、屏蔽带主动盘(9)及屏蔽带被动盘(10)，所述屏蔽带主动盘(9)和屏蔽带被动盘(10)均设于真空腔(1)内且分别位于反应腔(2)左右两侧，所述屏蔽带(4)两端分别固定于屏蔽带主动盘(9)和屏蔽带被动盘(10)上且屏蔽带(4)缠绕在屏蔽带主动盘(9)和/或屏蔽带被动盘(10)上，所述第二编码器(14)设于真空腔(1)外用于监测屏蔽带被动盘(10)角速度大小及屏蔽带(4)运转是否正常，所述第二伺服电机(12)设于真空腔(1)外用于驱动屏蔽带主动盘(9)转动。


3.根据权利要求2所述的桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，所述第一编码器(13)与靶带被动盘(8)之间、第一伺服电机(11)与靶带主动盘(7)之间、第二编码器(14)与屏蔽带被动盘(10)之间、以及第二伺服电机(12)与屏蔽带主动盘(9)之间均通过传动机构连接，所述传动机构包括固定于真空腔(1)底部的磁流体密封轴承(33)、设于真空腔(1)内且下端与磁流体密封轴承(33)连接的定位轴承、以及设于真空腔(1)外且一端与磁流体密封轴承(33)连接的联轴器(34)，所述靶带主动盘(7)、靶带被动盘(8)、屏蔽带主动盘(9)及屏蔽带被动盘(10)均包括中空转轴、以及上下两个套设于中空转轴上的盘体，上下两个盘体之间的区域为绕带区域，所述定位轴承上端从中空转轴下端嵌入中空转轴内，且与中空转轴上套设有两个盘体固定连接；所述靶带主动盘(7)和屏蔽带主动盘(9)两者联动的联轴器(34)相对连接磁流体密封轴承(33)端的另一端与伺服电机的输出轴连接，所述靶带被动盘(8)和屏蔽带被动盘(10)两者联动的联轴器(34)相对连接磁流体密封轴承(33)端的另一端与编码器连接。


4.根据权利要求2所述的桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，还包括中央管控系统，所述真空腔(1)内设有正对靶带主动盘(7)设置的激光位移传感器，真空腔(1)侧壁设有与激光位移传感器连接的航空插头，第一伺服电机(11)连接有第一控制器，第二伺服电机(12)连接有第二控制器，所述航空插头、第一控制器及第二控制器均与中央管控系统连接；其中：
激光位移传感器，用于实时测量靶带主动盘(7)绕带区域的半径值，并通过航空插头将测量的实时数据传输至中央管控系统；
中央管控系统，用于接收激光位移传感器测量的实时半径值，结合设定的靶带(3)线速度转化为第一伺服电机(11)实时角速度，并以脉冲信号的方式发送至第一控制器，调控单位时间内第一伺服电机(11)角速度使靶带(3)在运转过程中始终保持用户所设定的线速度；还用于根据人为控制生成脉冲信号发送至第二控制器，调控单位时间内第二伺服电机(12)角速度；
第一控制器和第二控制器，用于接收中央管控系统产生的脉冲信号，以实时调整伺服电机的角速度。


5.根据权利要求2所述的桌面式等离子超快X射线源，其特征在于，还包括靶带绕线柱(15)，所述反应腔(2)内设有四根靶带绕线柱(15)，其中两根靶带绕线柱(15)分布于反应腔(2)左右两侧且分别正对两条靶带条形过缝(31)设置，另两根靶带绕线柱(15)分布于反应腔(2)前后开口正对的反应腔(2)内部区域两侧且靠近开口正对的区域设置，所述反应腔(2)底部构成有纵向水平设置的条形孔(32)，所述条形孔(32)位于反应腔(2)前后侧壁开口正对区域的一侧且靠近开口正对的区域设置，条形孔(32)中央区域位于靶带条形过缝(31)正对的反应腔(2)内区域正下方，一根靠近开...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖，游朋先，胡建波，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51