CN108254391A - 弯曲晶体检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测方法及装置，所述装置包括射线发射源、晶体转动机构以及记录面，射线发射源用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构的弯曲晶体接收所述射线发射源发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面。记录面接收弯曲晶体折射产生的折射光线在记录面的位置，并判断该位置是否与预设位置相重合，若是，则说明当前放置于晶体转动机构的弯曲晶体为合格的弯曲晶体。通过转动弯曲晶体，并检测弯曲晶体折射的光线在记录面投射的位置的方法，能够较好地实现对弯曲晶体是否合格的检测。

Description

弯曲晶体检测方法及装置
技术领域
本申请涉及弯曲晶体检测领域，具体而言，涉及一种弯曲晶体检测方法及装置。
背景技术
晶体的种类由早起的平面晶体发展到柱面、球面等多种曲面晶体，曲面晶体应用技术的发展为物理实验诊断提供了较为丰富的数据。例如，球面弯晶单色成像技术兼具大视场、高光谱分辨和高空间分辨的优点，在ICF实验诊断中可以用于靶丸内爆流线观测；超薄的柱面反射弯晶可以用于自由电子激光的高分辨光谱探测，最高谱分辨可达3×104等。在这些应用中，最主要的核心部件是作为衍射元件的曲面晶体。
曲面晶体的弯制工艺有很多种，例如机械压弯方式，胶水粘黏在衬底上固定的方式，高温加热后进行弯曲的。曲面晶体在弯制过程中有可能受到不同程度的损伤，因此需要对其进行检测合格后，方可使用。
对曲面晶体的面型进行直接检测是较为困难的事情，利用可见光能够检测曲面弯晶的表面面型，但是对晶体的晶面检测无能为力。首先，晶体的表面与实际起衍射作用的晶面之间往往存在一个较小的夹角，在实际的成像光路中，可见光的成像情况与X射线存在一定的偏差。在晶体的弯制过程中，也有可能对晶体的内部微观结构造成一定影响，例如局部的扭曲与变形，可见光只在表面起作用，对这些内部缺陷反应不了。
申请内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测装置及方法。
一方面，本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测装置，所述装置包括：射线发射源、晶体转动机构以及记录面；所述射线发射源用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构的弯曲晶体接收所述射线发射源发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述射线发射源发射的光线为X射线。
可见光只会在弯曲晶体的表面起作用，对弯曲晶体内部的却需按往往很难反映出来。X射线可以较好地对弯制好的弯曲晶体的内部进行检测。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述射线发射源为铁靶材X射线管。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述射线发射源的出光口设置有限光光栅。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述限光光栅的宽度为2毫米。
所述限光光栅的宽度可以为2毫米，将X射线的立体角限制在1.96×10-3rad，限制光束的发射有利于减小杂光散光的影响，同时也对瞄准的精度提出了更高的要求。因为依据Bragg公式，只有在满足衍射条件下，才可以观测到特征谱线的强衍射信号。对于石英晶体，由Bragg公式可以计算出对应Kα线的掠入射角，在光线排布时让入射到晶体表面的X光满足衍射条件。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述弯曲晶体的晶格常数为0.8512纳米。
在上述的弯曲晶体检测装置中，所述弯曲晶体的晶格常数为0.6687纳米。
由于石英晶体的弹性性能良好，适合用于制作不同曲率半径的弯曲晶体。在一定曲率范围内，薄的石英晶体弯制的成品率较高。
另一方面，本申请实施例还提供了一种弯曲晶体检测方法，所述方法包括：在晶体转动机构放置弯曲晶体样品，以使所述弯曲晶体样品随着所述晶体转动机构的转动而转动；记录面接收所述弯曲晶体样品折射产生的折射光线在所述记录面的第一位置；判断所述第一位置是否与预先存储的预设位置重合，若是，则给出弯曲晶体样品合格的提示信息。
在上述的弯曲晶体检测方法中，所述方法还包括：若所述第一位置未与所述预设位置重合，给出所述弯曲晶体样品不合格的提示信息。
在上述的弯曲晶体检测方法中，在所述在晶体转动机构放置弯曲晶体样品，以使所述弯曲晶体样品随着所述晶体转动机构的转动而转动之前，所述方法还包括：接收合格弯曲晶体样品在所述记录面的折射光线所指向的位置，将其记录为预设位置。
本申请实施例提供的弯曲晶体检测方法及装置的有益效果为：
本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测方法及装置，所述装置包括射线发射源、晶体转动机构以及记录面，射线发射源用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构的弯曲晶体接收所述射线发射源发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面。记录面接收弯曲晶体折射产生的折射光线在记录面的位置，并判断该位置是否与预设位置相重合，若是，则说明当前放置于晶体转动机构的弯曲晶体为合格的弯曲晶体。通过转动弯曲晶体，并检测弯曲晶体折射的光线在记录面投射的位置的方法，能够较好地实现对弯曲晶体是否合格的检测。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的弯曲晶体检测装置的示意性结构框图；
图2是本申请实施例提供的弯曲晶体检测方法的流程图；
图3是晶体的不同位置的衍射曲线的示意图。
图标：射线发射源110；晶体转动机构120；记录面130。
具体实施方式
请参见图1，本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测装置，所述装置包括：射线发射源110、晶体转动机构120以及记录面130。所述射线发射源110用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构120用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构120的弯曲晶体接收所述射线发射源110发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面130。
射线发射源110与记录面130的位置可以保持不变，弯曲晶体可以绕晶体转动机构120转动，若晶体弯制较为理想，则弯曲晶体的晶面应是均匀规则的，射线发射源110发出的特征谱线的衍射位置不会发生较大的变化，如果晶体弯制过程中导致晶面有瑕疵，则谱线在记录面130的位置或者形状将会发生明显变化。
其中，射线发射源110所在的位置为原点O，弯曲晶体的曲率圆心位置为O1(xc，yc)，晶体转动机构120也可以以O1为圆心转动。弯曲晶体的曲率半径为R，对应特征谱线的波长的Bragg角为θ，记录面130到x轴的距离为L。取yc＝H，则xc＝R+tan(θ)·H。
射线发射源110发出的衍射光线即上文中的入射光线在弯曲晶体的入射位置为O2(xd，yc)，其中，xd＝tan(θ)·H。经过弯曲晶体折射后的衍射线在记录面130的位置为O3(xr，L)，其中，xr＝2·H·tan(θ)-L。
若R值发生变化，即R＇＝R-ΔR，则O2点以及O3点的位置也会发成变化，因此，可以根据O3点是否发生变化来判断弯曲晶体的质量是否过关。
本申请实施例提供的弯曲晶体检测装置可以用来检测圆形弯曲晶体是否合格，也可以检测椭圆形的弯曲晶体是否合格。若要检测椭圆形的弯曲晶体是否合格，可以判断经椭圆形的弯曲晶体折射后的衍射线是否投射在记录面130的预设范围内，
具体地，所述射线发射源110发射的光线为X射线。可见光只会在弯曲晶体的表面起作用，对弯曲晶体内部的却需按往往很难反映出来。X射线可以较好地对弯制好的弯曲晶体的内部进行检测。
具体地，所述射线发射源110为铁靶材X射线管。铁靶材X射线管的辐射波长为0.1936纳米。
具体地，所述射线发射源110的出光口设置有限光光栅。所述限光光栅的宽度可以为2毫米，将X射线的立体角限制在1.96×10-3rad，限制光束的发射有利于减小杂光散光的影响，同时也对瞄准的精度提出了更高的要求。因为依据Bragg公式，只有在满足衍射条件下，才可以观测到特征谱线的强衍射信号。对于石英晶体，由Bragg公式可以计算出对应Kα线的掠入射角，在光线排布时让入射到晶体表面的X光满足衍射条件。
具体地，所述弯曲晶体的晶格常数可以为0.8512纳米，所述弯曲晶体的晶格常数也可以为0.6687纳米。石英晶体的厚度有0.1mm和0.2mm两种，由于石英晶体的弹性性能良好，适合用于制作不同曲率半径的弯曲晶体。在一定曲率范围内，薄的石英晶体弯制的成品率较高。
请参见图2，图2示出了本申请实施例提供的弯曲晶体检测方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤S110，在晶体转动机构120放置弯曲晶体样品，以使所述弯曲晶体样品随着所述晶体转动机构120的转动而转动。
由于本申请实施例提供的弯曲晶体检测方法的目的在于检测弯曲晶体样品是否合格，因此，可以将弯曲晶体样品放置在晶体转动机构120上并且让弯曲晶体样品随着晶体转动机构120的转动而转动。
步骤S120，记录面130接收所述弯曲晶体样品折射产生的折射光线在所述记录面130的第一位置。
请参见图1，射线发射源110发出的入射光线经弯曲晶体样品折射后产生的折射光线投射在记录面130的第一位置，即图1中O3点的位置。
步骤S130，判断所述第一位置是否与预先存储的预设位置重合，若是，执行步骤S140。
控制器可以判断第一位置是否与预先存储的预设位置相重合，若是，则执行步骤S140。接收合格弯曲晶体样品在所述记录面130的折射光线所指向的位置，将其记录为预设位置。
步骤S140，给出弯曲晶体样品合格的提示信息。
由于预设位置为合格的弯曲晶体样品的折射光线在记录面130的投射的位置，因此若第一位置与预设位置重合，则表明弯曲晶体样品也是合格的。
若所述第一位置未与所述预设位置重合，给出所述弯曲晶体样品不合格的提示信息。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
本申请实施例提供了一种弯曲晶体检测方法及装置，所述装置包括射线发射源110、晶体转动机构120以及记录面130，射线发射源110用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构120用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构120的弯曲晶体接收所述射线发射源110发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面130。记录面130接收弯曲晶体折射产生的折射光线在记录面130的位置，并判断该位置是否与预设位置相重合，若是，则说明当前放置于晶体转动机构120的弯曲晶体为合格的弯曲晶体。通过转动弯曲晶体，并检测弯曲晶体折射的光线在记录面130投射的位置的方法，能够较好地实现对弯曲晶体是否合格的检测。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种弯曲晶体检测装置，其特征在于，所述装置包括：射线发射源、晶体转动机构以及记录面；
所述射线发射源用于按照预设角度发射入射光线，所述晶体转动机构用于放置弯曲晶体，放置于所述晶体转动机构的弯曲晶体接收所述射线发射源发射的入射光线，并将所述入射光线的折射光线折射向所述记录面。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射线发射源发射的光线为X射线。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射线发射源为铁靶材X射线管。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述射线发射源的出光口设置有限光光栅。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述限光光栅的宽度为2毫米。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲晶体的晶格常数为0.8512纳米。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲晶体的晶格常数为0.6687纳米。
8.一种弯曲晶体检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至7任一项所述的弯曲晶体检测装置，所述方法包括：
在晶体转动机构放置弯曲晶体样品，以使所述弯曲晶体样品随着所述晶体转动机构的转动而转动；
记录面接收所述弯曲晶体样品折射产生的折射光线在所述记录面的第一位置；
判断所述第一位置是否与预先存储的预设位置重合，若是，则给出弯曲晶体样品合格的提示信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一位置未与所述预设位置重合，给出所述弯曲晶体样品不合格的提示信息。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述在晶体转动机构放置弯曲晶体样品，以使所述弯曲晶体样品随着所述晶体转动机构的转动而转动之前，所述方法还包括：
接收合格弯曲晶体样品在所述记录面的折射光线所指向的位置，将其记录为预设位置。
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