CN102280158B - 一种激光加ccd准直定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光加CCD准直定位装置和方法，该装置包括大靶室、小靶室、T3靶室，大靶室与T3靶室之间、T3靶室与小靶室之间分别通过束流管道进行连接，大靶室中设置有样品架，大靶室后方设有准直望远镜，特别是该装置同时设有激光器和CCD，激光器采用固定偏心的方式安装在小靶室中，CCD通过CCD支架安装在大靶室入口的上方。激光器和CCD的结合使用使对中操作更准确，解决了单纯用CCD对中的视角位置偏差问题；由于增加了激光亮度调节功能，在大靶室不同亮度时，都很容易看清激光点。使用本发明进行准直定位，免去了电动平移台，减小了故障发生率，克服了以往激光对中法中的机械结构复杂、角度引起的位置偏差大等缺点。

Description

一种激光加CCD准直定位装置
技术领域
本发明属于加速器辐照实验应用装置技术领域，具体涉及一种激光加CDD准直定位装置及方法。 
背景技术
在加速器实验前，需要事先确定被辐照样品的辐照位置。目前常用的方法有准直望远镜对中法、CCD监控对中法、激光束对中法等。准直望远镜法是沿束流线，在辐照靶室外面放置一台准直望远镜，需要事先根据标定好的标志，对准直望远镜位置、方向、角度等进行校正，然后即可对待辐照样品进行对中。这种方法虽然能够直接的、精确的确定待辐照样品的辐照位置，但是由于是从待辐照样品背面观测，对于不透明的、背部标记不明显的样品对中就较为困难。 
CCD(Charge-coupled Device)是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD监控对中法是利用放在靶室内部样品前方的(或者放在靶室外面，通过反射镜观察)CCD观察待辐照样品位置，这种方法虽克服了准直望远镜从背后观测的缺点，但由于CCD安装时存在一定视角，对于高低不平的样品对中时可能会存在位置偏差。 
目前有一些实验室采用了激光准直法，即通过事先校正过的激光光束对待辐照样品进行对中，已有的激光对中法大致可分为两种：一种是将激光器安装在可移动的架子上，需要对中时，将激光器移动到束流线上进行对中；还有一种是将激光器安装在真空管道外面，通过窗口、反射镜(偏离束流中心安装)将激光束打到待辐照样品上进行对中。前一种方法优点是激光器到待辐照样品的距离不受限制，但需要专门安装一个移动平台用于固定激光器，机械结构较复杂，而且需要占用真空管道内大量空间。后一种方法优点是激光器可固定在真空管道外面，无需移动平台，节省了真空管道内的空间，但是由于激光反射镜是偏离束流中心的，即激光束是斜入射到待辐照样品上的， 因此会产生位置偏差，因此需要将反射镜放置在离待辐照样品较远的位置以减小偏差影响。 
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种激光加CCD准直定位装置及方法，通过该装置使准直定位更准确、更简便，同时减小了故障发生率。 
为实现上述目的，本发明采用的技术手段如下： 
一种激光加CCD准直定位装置，包括大靶室、小靶室、T3靶室，所述的大靶室与T3靶室之间、T3靶室与小靶室之间分别通过束流管道进行连接，大靶室中设置有样品架，大靶室后方设有准直望远镜，其中，该装置同时设有激光器和CCD，所述的激光器采用固定偏心的方式安装在小靶室中，CCD通过CCD支架安装在大靶室入口的上方。 
进一步，如上所述的准直定位装置，所述激光器通过激光器安装支架固定在光学平台上，距离束流中心线0.5cm～10cm。 
进一步，如上所述的准直定位装置，所述激光器距离束流中心线0.9cm。 
进一步，如上所述的准直定位装置，该装置中还设有激光亮度调节电路，通过电源线与激光器相连。 
进一步，如上所述的准直定位装置，所述激光亮度调节电路由激光器电源、可变电阻器、激光器、电源线和开关串联构成。 
再进一步，如上所述的准直定位装置，所述CCD的角度通过CCD支架进行调节。 
更进一步，如上所述的准直定位装置，所述激光器的位置通过激光器安 装支架进行微调。 
一种激光加CCD准直定位方法，包括以下步骤： 
(1)校正激光光点位置，将激光光点调节至待辐照样品架中心上； 
(2)接通激光器电源，并调节可变电阻器使激光光点调制合适亮度； 
(3)反复移动待辐照样品，直到激光光点落在待辐照样品区域中心上； 
(4)记录待辐照样品区域的位置坐标，完成准直定位。 
进一步，如上所述的准直定位方法，步骤(1)中，所述校正激光光点位置的具体方式为：首先通过准直望远镜找到样品架上位于束流中心次级标准点，然后调节激光器，使激光器光点调节至该次级标准点。 
本发明的效果在于：本发明中激光器采用固定偏心式安装，免去了电动平移台，减小了故障发生率；激光器和CCD的结合使用使对中操作更准确、更简便，解决了单纯用CCD对中的视角位置偏差问题；由于增加了激光亮度调节功能，使得在大靶室不同亮度时，都很容易看清激光点。该发明免去了准直望远镜对中法中的破坏真空、打开法兰的麻烦，以及从背后观测不透明样品无法准确对中的问题，克服了以往激光对中法中的机械结构复杂、角度引起的位置偏差大等缺点，用较简单的方法实现了较准确对中。 
附图说明
图1为本发明一种激光加CCD准直定位装置的结构示意图； 
图2为本发明激光器亮度调节电路的电路原理图； 
图3为一种激光加CCD准直定位方法的流程图。 
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。 
图1示出了本发明一种激光加CCD准直定位装置的结构示意图，由图中可以看出，该装置包括大靶室3、小靶室4、T3靶室14、激光器1、CCD2、位于大靶室3中的样品架9，本发明中，所述的激光器1安装在小靶室4中， 通过激光器安装支架11固定在光学平台12上；CCD2通过CCD支架13安装在大靶室3入口的上方；T3靶室14位于大靶室3与小靶室4之间，大靶室3与T3靶室14之间、T3靶室14与小靶室4之间分别通过束流管道15进行连接；大靶室3后方设有准直望远镜8；通过电源线与激光器1相连的激光亮度调节电路。其中，激光点的上下、左右可通过支架11进行微调，CCD2安装在辐照靶室入口处束流正上方，其角度可通过支架13调节。 
本实施方式中，将激光器安装在距离大靶室3约8m(1m～20M均可)处的小靶室4中，距离束流中心线150.9cm(0.5cm～10cm均可)，这样既可保证激光能够无阻挡的到达大靶室3，又避开了束流中心线5，不会挡束流。为确保激光光点位置与束流中心辐照位置重合，在进行定位前，需要进行校正，先用放在大靶室后面的准直望远镜8，找到大靶室中样品架9上位于束流中心的次级标准点，然后将激光器光点调节至该点，固定好即可，本步骤只需执行一次。其中次级标准点是调整激光光点使其束流中心辐照位置重合的一个调整过渡标准点。 
由于市场购买的激光器亮度无法调节，因此在大靶室内光线过亮或过暗时，可能无法看清激光光点。本发明对放在靶室外面的激光器电源6进行了改进，加入一个可变电阻器7，如图2所示，通过调节激光器的输入电压调节其亮度。该电路由激光器电源6、可变电阻器7、激光器1、电源线和开关串联构成。 
通过上述装置，用户在进行准直定位时，实现了以下目的： 
1、免去了准直望远镜对中法中的破坏真空、打开法兰10的麻烦，以及从背后观测不透明样品无法准确对中的问题。 
2、解决了单纯用CCD对中的视角位置偏差问题。 
3、克服了以往激光对中法中的机械结构复杂、角度引起的位置偏差大等缺点，用较简单的方法实现了较准确对中。 
图3示出了利用图1中的激光加CCD准直定位装置进行准直定位的流程图，包括以下步骤： 
步骤S31：校正激光光点的位置； 
在激光器安装后，校正激光光点位置，将激光光点调节至待辐照样品架中心上，校正的具体方式为： 
首先通过准直望远镜8找到样品架上位于束流中心的次级标准点，然后调节激光器，使激光器光点调节至该次级标准点。 
在后面进行对中的过程中，只要激光器的位置未被触碰过，则无需再进行此步骤。 
步骤S32：调节激光光点的亮度； 
接通激光器电源6，并调节可变电阻器7使激光光点调制合适亮度，这样用户就可以在大靶室3不同亮度时，都能够很容易的看清激光点。 
步骤S33：移动待辐照样品使激光光点落在其区域中心上； 
反复移动待辐照样品，直到激光光点落在待辐照样品区域中心上。 
步骤S34：记录位置坐标。 
记录待辐照样品区域的位置坐标，完成准直定位。 
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (7)

1.一种激光加CCD准直定位装置，包括大靶室（3）、小靶室（4）、T3靶室（14），所述的大靶室（3）与T3靶室（14）之间、T3靶室（14）与小靶室（4）之间分别通过束流管道（15）进行连接，大靶室（3）中设置有样品架（9），大靶室（3）后方设有准直望远镜（8），其特征在于：该装置同时设有激光器（1）和CCD（2），所述的激光器（1）采用固定偏心的方式安装在小靶室（4）中，CCD（2）通过CCD支架（13）安装在大靶室（3）入口的上方。
2.如权利要求1所述的准直定位装置，其特征在于：所述激光器（1）通过激光器安装支架（11）固定在光学平台（12）上，距离束流中心线0.5cm～10cm。
3.如权利要求2所述的准直定位装置，其特征在于：所述激光器（1）距离束流中心线0.9cm。
4.如权利要求1至3之一所述准直定位装置，其特征在于：该装置中还设有激光亮度调节电路，通过电源线与激光器（1）相连。
5.如权利要求4所述准直定位装置，其特征在于：所述激光亮度调节电路由激光器电源（6）、可变电阻器（7）、激光器（1）、电源线和开关串联构成。
6.如权利要求1至3之一所述的准直定位装置，其特征在于：所述CCD（2）的角度通过CCD支架（13）进行调节。
7.如权利要求1至3之一所述的准直定位装置，其特征在于：所述激光器（1）的位置通过激光器安装支架（11）进行微调。
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