CN105607207A - 双晶单色器晶体微调机构 - Google Patents

双晶单色器晶体微调机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双晶单色器晶体微调机构。以满足同步辐射双晶单色器工作晶体对Bragg衍射角的要求，使输出单色光的能量分辨率Δ≦5×10-4，从而提供科研所需的2.1、2.3、2.5KeV三个能量点的单色光束线。本发明利用柔性铰链的性能，用其做为晶体Bragg角微调的关键器件；柔性铰链固定在角度调节上、下板之间的安装槽内，三块独立的切槽型晶体分别安装在晶体安装底座的三个安装斜台上，晶体安装底座通过晶体过渡板固定在角度调节下板上，步进电机通过平移装置带动推杆沿其轴线方向移动，推杆顶端作用在角度调节下板使柔性铰链偏转，从而对晶体的Bragg角进行微调，本发明设计了拉簧和限位螺钉对柔性铰链进行保护，可以实现晶体Bragg衍射角的精确微调，保证单色器出射光的性能。

Description

双晶单色器晶体微调机构
技术领域
本发明涉及一种双晶单色器晶体微调机构。
背景技术
同步辐射单色光的性能优异，应用越来越广泛，涉及到各个领域的生产、科研等活动，具有非常重要的价值，双晶单色器是实现同步辐射装置白光单色化的关键部件。当同步辐射光入射到晶体表面并满足Bragg衍射条件时，单色光被晶体衍射，经过单色化的光束不仅波长单一，而且其发射度也大大减少。根据对生物细胞等研究的实际科研需求，只需提供2.1、2.3、2.5KeV三个能量点的单色光束线。在已有的单色器机构中，一般是通过调整单独的一对平晶体与入射光的Bragg角，来分别输出所需的单色光。采用一对平晶体使单色器的结构比较复杂，如果能量点变化时，角度调整也比较困难；从经济角度来说，采用一对平晶体的单色器总体成本大；根据性能、经济等方面的综合考虑，采用三块独立晶体的单色器能满足输出所对应能量点的单色光。为了能使单色器输出三个能量点的单色光束线，必须寻求一种新型的晶体微调机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种双晶单色器晶体微调机构，实现晶体Bragg衍射角的精确微调，保证单色器出射光的性能。
为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：包括支座、晶体安装座、角度调节上板、角度调节下板、晶体过渡板、柔性铰链、晶体支架和推杆，所述晶体支架垂直设置于支座上，晶体过渡板固设于角度调节下板上，晶体过渡板的另一侧固设有晶体安装底座，所述的角度调节上板和角度调节下板通过限位螺钉一和限位螺钉二固定，角度调节上板和角度调节下板的板端通过拉销簧销设置有拉簧，所述的柔性铰链设置于角度调节上板和角度调节下板的安装槽内，所述的晶体支架垂直设置于晶体支座上，所述的推杆的一端设置有轴承，轴承与角度调节下板相接触，另一端与连接板二连接，连接板二设置于滑块上，所述的滑块通过线性轨迹在平移台上滑动，平移台固设于连接板一上，所述的滑块与丝杠连接，丝杠的一端与步进电机的动作端连接。
所述的柔性铰链的上、下板分别与角度调节上板和角度调节下板用螺钉固定；
所述的连接板一固定于单色器真空腔体外的法兰盘上。
所述的安装槽的槽深5mm。
所述的步进电机设置于平移台的一侧。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明分别对三块晶体的Bragg角进行精确的修正，保证单色器出射单色光的能量分辨率Δ≦5×10-4。
本发明采用拉簧和限位螺钉对柔性铰链进行保护，柔性铰链其运动灵敏度高、无摩擦且无空回，利用其优异性能进行晶体角度的微调，保证出射单色光的质量。
附图说明
图1是本发明晶体微调机构的示意图；
图2是本发明晶体微调机构的部分示意图；
图3是本发明晶体微调机构的部分示意图；
图4是本发明柔性铰链的结构示意图；
图5是本发明角度调节上板的结构示意图；
图6是本发明角度调节下板的结构示意图；
图7是本发三块晶体的结构示意图；
图8是本发明晶体安装底座的结构示意图；
图9是本发明晶体支架结构示意图；
附图说明：1—支座，2—晶体安装座，3—晶体过渡板，4—拉簧，5—晶体支架，6—角度调节上板，7—限位螺钉一，8—连接板一，9—滑块，10—平移台，11—步进电机，12—丝杠，13—连接板二，14—推杆，15—角度调节下板，16—限位螺钉二，17—拉销簧销，18—柔性铰链，19—晶体一，20—晶体二，21—晶体三，22—晶体安装底座一，23—晶体安装底座二，24—支持螺钉一，25—支持螺钉二，26—支持螺钉三,27—晶体支架立板，28—晶体支架底座。
具体实施方式
下面结合附图对本设计做详细描述：
参见图1—图8：双晶单色器晶体微调机构，包括支座1、晶体安装座2、角度调节上板6、角度调节下板15、晶体过渡板3、柔性铰链18、晶体支架5和推杆14，所述晶体支架5垂直设置于支座1上，所述的支座1上垂直设置有晶体过渡板3，晶体过渡板3固设于角度调节下板15上，晶体过渡板3的另一侧固设有晶体安装底座2，参见图7和图8：所述的晶体安装底座2包括晶体安装底座一22、晶体安装底座二23、支持螺钉一24、支持螺钉二25和支持螺钉三26，所述的晶体安装底座一22、晶体安装底座二23通过支持螺钉一24、支持螺钉二25和支持螺钉三26连接，所述的晶体安装底座一22上沿主轴轴线方向设置有三个晶体安装台a、b、c，以晶体安装座2的底面为基准的倾斜角度分别为11.04⁰、0⁰、-7.01⁰；三个安装台内分别设置有晶体一19、晶体二20和晶体三21，分别输出2.1、2.3、2.5KeV三个能量点的单色光束线；所述的角度调节上板6和角度调节下板15通过限位螺钉一7和限位螺钉二16固定，角度调节上板6和角度调节下板15的板端通过拉销簧销17设置有拉簧4，所述的柔性铰链18设置于角度调节上板6和角度调节下板15的安装槽内，所述柔性铰链的安装槽的槽深5mm，所述的柔性铰链18的上、下板分别与角度调节上板6和角度调节下板15用螺钉固定；所述的晶体支架5为“T”型结构，包括晶体支架立板27和晶体支架底座28（参见图9），角度调节上板固定在晶体支架5的晶体支架立板27上，垂直设置于晶体支座1上，所述的推杆14的一端设置有轴承，轴承与角度调节下板15相接触，另一端与连接板二13连接，连接板二13设置于滑块9上，所述的滑块9通过线性轨迹在平移台10上滑动，平移台10固设于连接板一8上，所述的连接板一8固定于单色器腔体外的法兰盘上。所述的滑块9与丝杠12连接，丝杠9的一端与步进电机11的动作端连接，所述的步进电机11设置于平移台10的一侧。
本发明步进电机11转动使推杆14沿其轴线方向移动，柔性铰链18随推杆14的移动而发生偏转，可实现对晶体Bragg衍射角的精确微调。
本发明采用三块独立的切槽型晶体，晶体一19、晶体二20、晶体三21分别安装固定在晶体安装底座2的三个安装台c、b、a上；步进电机11转动使推杆14沿其轴线方向移动，柔性铰链18随推杆14的移动而发生偏转，可实现对晶体Bragg衍射角的精确微调。
本发明角度调节上、下板的板端之间安装了一个拉簧，用拉簧销将拉簧两端分别固定在角度调节上、下板上；它可以对柔性铰链进行保护，以减轻柔性铰链下板的载荷，可以使结构更紧凑以便推杆的作用力。角度调节上板安装了一个限位螺钉，螺钉指向角度调节下板；角度调节下板同之；限位螺钉有保护柔性铰链的作用，可以避免柔性铰链的过度偏转。
晶体Bragg角微调利用柔性铰链的优异性能，设计了合理可靠的结构，将其固定在角度调节上、下板的安装槽内；三块晶体安装在晶体安装底座内，晶体安装底座通过晶体过渡板固定在角度调节下板上；控制步进电机的转动，经过运动的传递使推杆沿其轴线移动，从而实现柔性铰链的偏转，对晶体Bragg衍射角进行精确修正。
推杆的轴端安装了一个轴承，可以使角度调节下板移动时更加方便，减小移动时推杆的阻碍。
所述的丝杠采用精密级别，确保运动传递的精确性；滑块以及线性导轨也采用精密级别，确保移动的平稳性；经过这样的设计，可以确保推杆的精细移动，从而实现晶体角度的微调，保证出射单色光的质量。

Claims (5)

1.双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：包括支座（1）、晶体安装座（2）、角度调节上板（6）、角度调节下板（15）、晶体过渡板（3）、柔性铰链（18）、晶体支架（5）和推杆（14），所述晶体支架（5）垂直设置于支座（1）上，晶体过渡板（3）固设于角度调节下板（15）上，晶体过渡板（3）的另一侧固设有晶体安装底座（2），所述的角度调节上板（6）和角度调节下板（15）通过限位螺钉一（7）和限位螺钉二（16）固定，角度调节上板（6）和角度调节下板（15）的板端通过拉销簧销（17）设置有拉簧（4），所述的柔性铰链（18）设置于角度调节上板（6）和角度调节下板（15）的安装槽内，所述的晶体支架（5）垂直设置于晶体支座（1）上，所述的推杆（14）的一端设置有轴承，轴承与角度调节下板（15）相接触，另一端与连接板二（13）连接，连接板二（13）设置于滑块（9）上，所述的滑块（9）通过线性轨迹在平移台（10）上滑动，平移台（10）固设于连接板一（8）上，所述的滑块（9）与丝杠（12）连接，丝杠（9）的一端与步进电机（11）的动作端连接。
2.根据权利要求1所述的一种双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：所述的柔性铰链（18）的上、下板分别与角度调节上板（6）和角度调节下板（15）用螺钉固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：所述的连接板一（8）固定于单色器真空腔体外的法兰盘上。
4.根据权利要求3所述的一种双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：所述的安装槽的槽深5mm。
5.根据权利要求4所述的一种双晶单色器晶体微调机构，其特征在于：所述的步进电机（11）设置于平移台（10）的一侧。
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