ES2911717T3 - Métodos para alinear un espectrómetro - Google Patents

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Abstract

Un método para alinear un espectrómetro (100), en el que una fuente (106) de radiación, un analizador (104) de cristal y un detector (110) del espectrómetro se colocan todos en un plano de instrumento, comprendiendo el método: girar el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento, en el que un origen del vector de red recíproca está situado en el eje; y inclinar el analizador de cristal o trasladar el detector de manera que el vector de red recíproca divida en dos un segmento de línea que está limitado por el detector y la fuente de radiación.

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos para alinear un espectrómetro
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de EE. UU. No. 62/271,992, presentada el 28 de diciembre de 2015.
Declaración sobre investigación o desarrollo patrocinado federalmente
Esta invención se realizó con el apoyo del gobierno bajo los números de contrato DE-FG02-09ER16106 y DE-SC0008580, otorgados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. El gobierno tiene ciertos derechos en la invención.
Antecedentes
A menos que se indique lo contrario en el presente documento, los materiales descritos en esta sección no son estado de la técnica con respecto a las reivindicaciones de esta solicitud y no se admiten como estado de la técnica por su inclusión en esta sección.
Muchos espectrómetros de rayos X utilizan un analizador de cristal curvo (CCA) para monocromatizar los rayos X para iluminar una muestra o para monocromatizar los rayos X que se emiten o transmiten a través de la muestra. Un CCA generalmente se fabrica pegando o uniendo una oblea de Si o Ge en un lente de vidrio cóncavo u otra forma cóncava. La orientación cristalográfica de la superficie de la oblea se elige de modo que el espacio entre los planos de cristal nominalmente paralelos a la superficie sea apropiado, a través de la ley de Bragg, para generar interferencia constructiva de rayos X dentro del intervalo de energía o longitud de onda de interés.
El CCA generalmente exhibirá un corte erróneo que da como resultado un vector de red recíproca del CCA que tiene una inclinación distinta de cero con respecto al vector de superficie expuesto por el corte erróneo. La inclinación distinta de cero se puede corregir inclinando el CCA alrededor de dos ejes perpendiculares de manera que el vector de red recíproco del CCA esté correctamente alineado con respecto a la fuente y el detector. Dependiendo del espectrómetro y de la magnitud del corte erróneo, el uso de la corrección de dos inclinaciones para alinear el CCA para que el espectrómetro funcione correctamente puede tardar varias horas. La corrección de inclinación de dos ejes generalmente se logra a través de dos conjuntos de micrómetros motorizados, lo que agrega coste y complejidad. Además, es posible que se requiera una corrección de inclinación de dos ejes cada vez que se utilice un CCA en particular. Un espectrómetro es conocido, por ejemplo, de Kleymenov, Evgeny et al. "Five-element Johann-type x-ray emission spectrometer with a single-photon-counting pixel detector", REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, AIP, MELVILLE, NY, EE.UU., vol .82, No. 6, 16 de junio de 2011. La alineación del espectrómetro se analiza en "Rowland Circle Geometry based X-ray Spectrometer Alignment Guide", XRS TECH LLC, 23 de mayo de 2012 (2012-05-23).
Resumen
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con la invención, se proporciona un método para alinear un espectrómetro. El espectrómetro incluye una fuente de radiación, un analizador de cristal y un detector que están todos colocados en un plano del instrumento. El método incluye rotar el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento. Un origen del vector de red recíproca se encuentra en el eje. El método incluye además inclinar el analizador de cristal o trasladar el detector de manera que el vector de red recíproca divida en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector y la fuente de radiación.
En otro ejemplo fuera del alcance de la invención, un medio legible por ordenador no transitorio almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un dispositivo informático, hacen que el dispositivo informático realice funciones. Las funciones incluyen rotar, a través de un motor, el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento. Un origen del vector de red recíproca se encuentra en el eje. Las funciones incluyen además inclinar, a través de un motor, el analizador de cristal o trasladar, a través de un motor, el detector de tal manera que el vector de red recíproca divide en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector y la fuente de radiación.
En otro ejemplo más fuera del alcance de la invención, un dispositivo informático incluye uno o más procesadores y un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por uno o más procesadores, hacen que el dispositivo informático realice funciones. Las funciones incluyen rotar, a través de un motor, el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento. Un origen del vector de red recíproca se encuentra en el eje. Las funciones incluyen además inclinar, a través de un motor, el analizador de cristal o trasladar, a través de un motor, el detector de tal manera que el vector de red recíproca divide en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector y la fuente de radiación.
Un espectrómetro de acuerdo con la invención incluye una etapa configurada para contener un analizador de cristal. La plataforma puede girar alrededor de un primer eje que está dentro de un plano del instrumento del espectrómetro, la plataforma puede girar alrededor de un segundo eje que está dentro del plano del instrumento y la plataforma está rotatoriamente fijada alrededor de un tercer eje que es perpendicular tanto al primer eje como al segundo eje. El espectrómetro incluye además una fuente de radiación que está situada en el plano del instrumento y (i) alineada para emitir radiación hacia la plataforma o (ii) alineada para emitir radiación hacia una muestra, provocando así que se emita radiación hacia la plataforma. El espectrómetro incluye además un detector que está ubicado en el plano del instrumento y configurado para detectar la radiación que es dispersada por el analizador de cristal.
En otro ejemplo más fuera del alcance de la invención, un espectrómetro incluye una etapa configurada para contener un analizador de cristal. La plataforma puede girar alrededor de un primer eje que está dentro de un plano del instrumento del espectrómetro, la plataforma está rotatoriamente fija alrededor de un segundo eje que es perpendicular al primer eje, y la plataforma está fijada en rotación alrededor de un tercer eje que es perpendicular tanto al primer eje como al segundo eje. El espectrómetro incluye además una fuente de radiación que está situada en el plano del instrumento y (i) alineada para emitir radiación hacia la plataforma o (ii) alineada para emitir radiación hacia una muestra, provocando así que se emita radiación hacia la plataforma. El espectrómetro incluye además un detector que está ubicado en el plano del instrumento y configurado para detectar la radiación que es dispersada por el analizador de cristal. El espectrómetro incluye además un mecanismo configurado para trasladar el detector dentro del plano del instrumento de manera que el detector se coloca para detectar la radiación dispersada por el analizador de cristal.
Cuando el término "sustancialmente" o "aproximadamente" se usa en el presente documento, significa que la característica, el parámetro o el valor enumerados no necesitan lograrse exactamente, sino que las desviaciones o variaciones, incluyendo, por ejemplo, tolerancias, errores de medición, limitaciones de precisión de medición y otros factores conocidos por los expertos en la técnica, pueden ocurrir en cantidades que no excluyen el efecto que la característica pretendía proporcionar. En algunos ejemplos descritos en el presente documento, "sustancialmente" o "aproximadamente" significa dentro de /- 5 % del valor mencionado.
Diversas realizaciones descritas en el presente documento se pueden discutir con más detalle en "Robust optic alignment in a tilt-free implementation of the Rowland circle spectrometer, por Devon R. Mortensen y Gerald T. Seidler (disponible en http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0368204816301025).
Estos, así como otros aspectos, ventajas y alternativas resultarán evidentes para los expertos en la técnica mediante la lectura de la siguiente descripción detallada, con referencia, en su caso, a los dibujos adjuntos. Además, debe entenderse que este resumen y otras descripciones y figuras proporcionadas en el presente documento están destinadas a ilustrar la invención solo a modo de ejemplo y, como tal, son posibles numerosas variaciones.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 representa un espectrómetro, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 2 representa un espectrómetro, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 3 representa una plataforma montada sobre un soporte, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 4 representa algunos componentes de un espectrómetro, de acuerdo con un ejemplo de realización. La Figura 5 es un diagrama de bloques de un método de ejemplo, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 6 representa la rotación de un analizador de cristal, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 7 representa una ubicación de un vector de red recíproca de un analizador de cristal y ubicaciones de componentes de un espectrómetro, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 8 representa la inclinación de un analizador de cristal, de acuerdo con un ejemplo de realización.
La Figura 9 representa la inclinación de un analizador de cristal, de acuerdo con un ejemplo de realización.
Descripción detallada
Como se mencionó anteriormente, un enfoque para abordar los errores de alineación del espectrómetro causados por un analizador de cristal formado a partir de una oblea mal cortada es utilizar la corrección de inclinación de dos ejes. En el presente documento se describen otros enfoques para aliviar los errores de alineación. Estos enfoques implican rotar el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro de un plano del instrumento (por ejemplo, un círculo de Rowland) del espectrómetro. Encontrando una intensidad máxima de señales de diagnóstico correspondientes respectivamente a diversas posiciones de rotación del analizador de cristal, se puede determinar una primera posición de rotación en la que un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento. Alternativamente, al encontrar una intensidad mínima de señales de diagnóstico correspondientes respectivamente a diversas posiciones de rotación del analizador de cristal, se puede determinar una segunda posición de rotación en la que una proyección del vector de red recíproca sobre el plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento.
Desde la primera posición de rotación, el vector de red recíproca del analizador de cristal se puede inclinar dentro del plano del instrumento para bisecar un segmento de línea que está delimitado por un detector del espectrómetro y una fuente de radiación del espectrómetro. Esto constituye una alineación adecuada del espectrómetro que satisface la condición del círculo de Rowland. En lugar de inclinar el analizador de cristal después de la rotación, el detector se puede trasladar a una posición tal que el vector de red recíproca del analizador de cristal divide en dos el segmento de línea (cambiado) que está delimitado por el detector y la fuente de radiación. Esto también constituye una alineación adecuada del espectrómetro que satisface la condición del círculo de Rowland.
Desde la segunda posición de rotación, el vector de red recíproca del analizador de cristal se puede inclinar hacia el plano del instrumento para dividir en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector y la fuente de radiación.
Con referencia ahora a las Figuras, la Figura 1 es una vista parcialmente hacia arriba de un espectrómetro 100. El espectrómetro 100 incluye una plataforma 102, un analizador 104 de cristal, una fuente 106 de radiación, una muestra 108, un detector 110, un marco 114, un riel 116a, un riel 116b, un brazo 118, un brazo 120 y un brazo 122 articulado. El brazo 122 articulado incluye una bisagra 124.
La plataforma 102 está configurada para mantener el analizador 104 de cristal en su lugar durante la operación del espectrómetro 100. Diversas realizaciones de la plataforma 102 pueden incluir clips y/o ranuras que funcionan para mantener el analizador 104 de cristal en su lugar. La plataforma 102 se muestra con más detalle en la Figura 3.
El analizador 104 de cristal está compuesto por un material cristalino tal como, por ejemplo, silicio o germanio. El analizador 104 de cristal puede adoptar la forma de un analizador de cristal con curvatura esférica o un analizador de cristal con doble curvatura que tiene al menos un eje de simetría rotacional. El analizador 104 de cristal está configurado para recibir radiación (por ejemplo, rayos X) que son emitidos o transmitidos a través de la muestra 108. El analizador 104 de cristal puede funcionar dispersando selectivamente, a través de la reflexión de Bragg, la radiación dentro de una banda de longitud de onda/energía particular con base en el espaciado de la red del analizador 104 de cristal y la orientación del analizador 104 de cristal con respecto a la muestra 108 o con base en la orientación del analizador 104 de cristal con respecto a la fuente 106 de radiación.
La fuente 106 de radiación puede adoptar la forma de una fuente de rayos X (por ejemplo, un tubo de rayos X), pero son posibles otros ejemplos. La fuente 106 de radiación puede configurarse para emitir rayos X u otra radiación hacia la muestra 108. En un modo de emisión particular, la radiación que impacta en la muestra 108 puede hacer que la muestra 108 emita más radiación hacia el analizador 104 de cristal. En algunas configuraciones de modo de transmisión, parte de la radiación emitida por la fuente 106 de radiación se transmite a través de la muestra 108 hacia el analizador 104 de cristal.
En otros ejemplos, la muestra 108 se coloca cerca del detector 110 en lugar de la fuente 106 de radiación, al contrario de lo que se muestra en la Figura 1. La fuente 106 de radiación puede alinearse para emitir radiación (por ejemplo, rayos X) directamente hacia el analizador 104 de cristal, y el analizador 104 de cristal puede monocromatizar la radiación recibida directamente desde la fuente 106 de radiación. La radiación monocromatizada puede entonces iluminar la muestra 108 y la radiación que se transmite o se emite desde la muestra 108 puede ser recibida por el detector 110.
La muestra 108 generalmente puede incluir cualquier muestra material de interés.
El detector 110 puede adoptar la forma de cualquier cámara, detector lineal o detector puntual configurado para detectar recuentos, intensidad y/o energía/longitud de onda de la radiación (por ejemplo, rayos X) que son dispersados por el analizador 104 de cristal y/o absorbidos, transmitidos o emitidos por la muestra 108. El detector 110 también puede incluir un mecanismo (por ejemplo, uno o más micrómetros motorizados o no motorizados) configurados para mover el detector 110 en relación con el analizador 104 de cristal y/o la fuente 106 de radiación.
El marco 114 puede estar hecho de metal u otros materiales y proporcionar soporte estructural para otros componentes del espectrómetro 100.
La fuente 106 de radiación está acoplada al riel 116b para permitir el movimiento de la fuente 106 de radiación a lo largo del riel 116b. De manera similar, el detector 110 está acoplado al riel 116a para permitir el movimiento del detector 110 a lo largo del riel 116a. En diversos ejemplos, los rieles 116a y 116b son colineales o no colineales.
El brazo 118 acopla el detector 110 a la plataforma 102. Más específicamente, el brazo 118 está configurado para rastrear y apuntar el detector 110 al analizador 104 de cristal a medida que el detector 110 se mueve a lo largo del riel El brazo 120 acopla la fuente 106 de radiación a la plataforma 102. Más específicamente, el brazo 120 está configurado para rastrear y apuntar la radiación de la fuente 106 de radiación (en iluminación directa) o de la muestra (en emisión de rayos X) para incidir en el analizador 104 de cristal como la fuente 106 de radiación y/o la muestra 108 se mueve a lo largo del riel 116b. El brazo 120 puede ser extensible, por ejemplo, telescópico como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2, o de lo contrario podría no restringir la distancia entre diversos componentes del espectrómetro 100.
El brazo 122 articulado tiene dos secciones de longitud cada una aproximadamente igual al radio del círculo de Rowland. Las dos secciones están conectadas en la bisagra 124. El brazo 122 articulado funciona de manera que la bisagra 124 sirve como el centro del círculo de Rowland y el analizador 104 de cristal sigue necesariamente el movimiento del círculo de Rowland determinado por la ubicación de la fuente 106 de radiación y/o el detector 110.
La Figura 2 es una vista superior del espectrómetro 100, con los ejes x, y y z etiquetados como referencia. El analizador 104 de cristal está oscurecido en la vista de la figura 2 porque su cara es normal al plano de la ilustración.
La plataforma 102 puede configurarse para girar el analizador 104 de cristal alrededor de uno, dos o tres ejes (x, y, z) dependiendo de la implementación. En algunos ejemplos, la plataforma 102 incluye uno, dos o tres juegos de micrómetros motorizados o no motorizados que pueden usarse para girar o inclinar el analizador 104 de cristal sobre cualquiera de los ejes x, y o z. Aquí, el plano y-z puede denominarse plano del instrumento y el plano x-z puede denominarse plano de rotación. La fuente 106 de radiación, la muestra 108, el analizador 104 de cristal y el detector 110 pueden colocarse todos dentro del plano del instrumento.
El brazo 118, el brazo 120 y los rieles 116a y 116b están además configurados para restringir el movimiento de la plataforma 102, el detector 110 y la fuente 106 de radiación de modo que la plataforma 102, el detector 110 y la fuente 106 de radiación permanezcan posicionados en un círculo 119.
El brazo 122 articulado restringe el movimiento de la plataforma 102 de modo que la plataforma 102 permanece a una distancia fija del centro de un círculo 119 (por ejemplo, la bisagra 124). El brazo 122 articulado restringe el movimiento de la fuente 106 de radiación de manera que la fuente 106 de radiación también permanece a la distancia fija del centro del círculo 119 (por ejemplo, la bisagra 124).
La Figura 3 es una vista en primer plano del analizador 104 de cristal montado en un soporte 126 a través de la plataforma 102. El soporte 126 se puede montar en el marco 114. El soporte 126 puede adoptar la forma de un soporte en ángulo recto. En este ejemplo, la plataforma 102 no incluye capacidades para inclinar o girar el analizador 104 de cristal, además de rotar el analizador 104 de cristal dentro de la plataforma 102 cuando la plataforma 102 está suelta.
La Figura 4 representa componentes seleccionados del espectrómetro 100. La fuente 106 de radiación, el analizador 104 de cristal y el detector 110 están todos colocados en el plano del instrumento y-z del espectrómetro 100. La muestra 108 se omite de la Figura 4 por simplicidad. Como se muestra, un analizador 104 de cristal ideal (que no tenga un corte erróneo) dispersaría la radiación recibida de la fuente 106 de radiación (por ejemplo, directamente o a través de la muestra 108) hasta un punto 111 dentro del plano del instrumento y-z. Sin embargo, el analizador 104 de cristal generalmente será imperfecto debido a un corte erróneo, lo que dará como resultado un vector 109 de red recíproca que no está alineado con el punto 111. A medida que el analizador 104 de cristal gira alrededor del eje y, el vector 109 de red recíproca traza un círculo 112 que tiene un centro en el punto 111.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de un método 500 de ejemplo para alinear un espectrómetro. Una fuente de radiación, un analizador de cristal y un detector del espectrómetro están todos colocados en un plano del instrumento.
En el bloque 502, el método 500 incluye rotar el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento. Un origen del vector de red recíproca se encuentra en el eje.
En el bloque 504, el método 500 incluye inclinar el analizador de cristal o trasladar el detector de manera que el vector de red recíproca divida en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector y la fuente de radiación.
La Figura 6 es una vista del plano de rotación x-z. El analizador 104 de cristal se puede girar alrededor del eje y, a través de un motor o manualmente, de modo que el vector 109 de red recíproca se mueva del punto 602 al punto 604. El punto 604 está dentro del plano del instrumento y-z.
En la práctica, el analizador 104 de cristal se puede girar alrededor del eje y a una pluralidad de posiciones giratorias para identificar una posición giratoria objetivo. Para cada posición de rotación de la pluralidad de posiciones de rotación, se puede determinar una intensidad de radiación que es emitida por la fuente 106 de radiación y/o la muestra 108, dispersada por el analizador 104 de cristal y detectada por el detector 110. Las intensidades determinadas correspondientes respectivamente a la pluralidad de posiciones de rotación pueden evaluarse para determinar una posición de rotación objetivo para el analizador 104 de cristal. En este ejemplo, la posición de rotación objetivo puede corresponder al vector 109 de red recíproca alineado con el punto 604. Una intensidad máxima de las intensidades determinadas puede corresponder a la posición 604 (o un punto en el extremo positivo del eje z). Es decir, la intensidad de la señal puede ser mayor cuando el vector 109 de red recíproca está dentro del plano del instrumento y-z y/o en el círculo de Rowland.
La Figura 7 es una vista del plano del instrumento y-z. La Figura 7 representa el vector 109 de red recíproca después de rotar del punto 602 al punto 604. Dado que el vector 109 de red recíproca no divide en dos un segmento de línea delimitado por el detector 110 y la fuente 106 de radiación, puede ser útil trasladar (por ejemplo., mover) el detector 110 para tener en cuenta la desalineación. Como tal, el detector 110 se puede mover, a través de un motor o manualmente, a la posición 115 o a la posición 117 de modo que el vector 109 de red recíproca divida en dos un segmento de línea delimitado por el detector 110 y la fuente 106 de radiación, para satisfacer la condición círculo de Rowland. Este ejemplo puede reflejar una configuración asimétrica.
Una vez que se identifica una posición de rotación adecuada y una posición de detector adecuada para un analizador de cristal en particular, este conocimiento puede usarse en el futuro para quizás eliminar la necesidad de esfuerzos de alineación adicionales antes de otras sesiones de operación que utilicen el analizador de cristal en particular. Una forma de hacerlo puede incluir marcar un borde del analizador de cristal (por ejemplo, con un marcador de tinta) de modo que la marca esté alineada con una característica estructural o cualquier otra característica fácilmente identificable de la plataforma 102 o el espectrómetro 100. Esto permite que el analizador 104 de cristal se retire del espectrómetro 100 y que posteriormente se vuelva a colocar en el espectrómetro 100 y se use sin alineación adicional. Uno puede realinear la marca en el analizador 104 de cristal con la característica identificada del espectrómetro 100. El detector 110 también se puede trasladar o mover a la misma posición (por ejemplo, posición 115 o 117) en la que el espectrómetro 100 se alineó correctamente previamente para ese analizador de cristal en particular.
La Figura 8 representa la compensación de la desalineación a través de una corrección de inclinación de un eje del analizador 104 de cristal en lugar de trasladar el detector 110. El analizador 104 de cristal se puede inclinar sobre el eje x de manera que el vector 109 de red recíproca se mueva desde la posición representada en la Figura 7 a una posición tal que el vector 109 de red recíproca esté alineado con el eje y como se muestra en la Figura 8. El vector 109 de red recíproca ahora divide en dos el segmento de línea delimitado por el detector 110 y la fuente 106 de radiación, para satisfacer la condición del círculo de Rowland. Este ejemplo puede reflejar una configuración simétrica.
Volviendo a la Figura 6, en otro ejemplo, el analizador 104 de cristal se puede girar alrededor del eje y, a través de un motor o manualmente, de modo que el vector 109 de red recíproca se mueva del punto 602 al punto 606. En el punto 606, una proyección del vector 109 de red recíproca sobre el plano de rotación x-z es perpendicular al plano del instrumento y-z.
En la práctica, el analizador 104 de cristal se puede girar alrededor del eje y a una pluralidad de posiciones de rotación para identificar una posición de rotación objetivo. Para cada posición de rotación de la pluralidad de posiciones de rotación, se puede determinar una intensidad de radiación que es emitida por la fuente 106 de radiación y/o la muestra 108, dispersada por el analizador 104 de cristal y detectada por el detector 110. Las intensidades determinadas correspondientes respectivamente a la pluralidad de posiciones de rotación pueden evaluarse para determinar una posición de rotación objetivo para el analizador 104 de cristal. En este ejemplo, la posición de rotación objetivo puede corresponder al vector 109 de red recíproca alineado con el punto 606. Una intensidad mínima de las intensidades determinadas puede corresponder a la posición 606 (o un punto en el extremo negativo del eje x). Es decir, la intensidad de la señal puede minimizarse cuando una proyección del vector 109 de red recíproca sobre el plano de rotación x-z es perpendicular al plano del instrumento y-z y/o al círculo de Rowland.
La Figura 9 representa la compensación de la desalineación a través de una corrección de inclinación de un eje del analizador 104 de cristal. El analizador 104 de cristal se puede inclinar sobre el eje z de modo que el vector 109 de red recíproca se mueva desde el punto 606 hasta una posición tal que el vector 109 de red recíproca esté alineado con el eje y como se muestra en la Figura 9. El vector 109 de red recíproca ahora divide en dos el segmento de línea delimitado por el detector 110 y la fuente 106 de radiación, para satisfacer la condición del círculo de Rowland. Este ejemplo puede reflejar una configuración simétrica.
Antes de girar el analizador 104 de cristal sobre el eje y, se puede usar una fuente óptica y un detector óptico para alinear el analizador 104 de cristal de modo que un vector de superficie del analizador 104 de cristal divida en dos un segmento de línea que está delimitado por el detector óptico y la fuente óptica. Esto puede proporcionar un enfoque para realizar ajustes de alineación "gruesos" antes de realizar ajustes "finos" como se describe anteriormente.
Si bien en el presente documento se han descrito diversos aspectos de ejemplo y realizaciones de ejemplo, otros aspectos y realizaciones serán evidentes para los expertos en la técnica. Los diversos aspectos de ejemplo y realizaciones de ejemplo descritos en el presente documento tienen fines ilustrativos y no pretenden ser limitativos, siendo indicado el verdadero alcance por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para alinear un espectrómetro (100), en el que una fuente (106) de radiación, un analizador (104) de cristal y un detector (110) del espectrómetro se colocan todos en un plano de instrumento, comprendiendo el método: girar el analizador de cristal alrededor de un eje que está dentro del plano del instrumento y perpendicular a un plano de rotación tal que (i) un vector de red recíproca del analizador de cristal está dentro del plano del instrumento o (ii) un componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento, en el que un origen del vector de red recíproca está situado en el eje; y
inclinar el analizador de cristal o trasladar el detector de manera que el vector de red recíproca divida en dos un segmento de línea que está limitado por el detector y la fuente de radiación.
2. El método de la reivindicación 1, en el que la fuente (106) de radiación comprende una fuente de rayos X.
3. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el analizador (104) de cristal comprende un material cristalino.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el analizador (104) de cristal comprende un analizador de cristal curvado esféricamente.
5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el analizador (104) de cristal comprende un analizador de cristal de doble curvatura que tiene al menos un eje de simetría rotacional.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que girar el analizador (104) de cristal comprende girar el analizador de cristal de manera que el vector de red recíproca esté dentro del plano del instrumento.
7. El método de la reivindicación 6, que comprende, además:
después de girar el analizador (104) de cristal, determinar que el vector de red recíproca está dentro del plano del instrumento; y
inclinar el analizador de cristal de manera que el vector de red recíproca se mueva paralelo al plano del instrumento para dividir en dos el segmento de línea.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 6-7, que comprende, además:
girar el analizador (104) de cristal a una pluralidad de posiciones rotacionales;
para cada posición de rotación de la pluralidad de posiciones de rotación, determinar una intensidad de radiación que es emitida por la fuente (106) de radiación, dispersada por el analizador de cristal y detectada por el detector (110); y usar las intensidades determinadas correspondientes respectivamente a la pluralidad de posiciones de rotación para determinar una posición de rotación objetivo para el analizador de cristal,
en el que girar el analizador de cristal de manera que el vector de red recíproca del analizador de cristal esté dentro del plano del instrumento comprende girar el analizador de cristal hasta la posición rotacional objetivo.
9. El método de la reivindicación 8, en el que usar las intensidades determinadas comprende seleccionar la posición rotacional objetivo de la pluralidad de posiciones rotacionales de manera que la posición rotacional objetivo corresponda a una intensidad máxima de las intensidades determinadas.
10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que rotar el analizador (104) de cristal comprende rotar el analizador de cristal de manera que el componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación sea perpendicular al plano del instrumento.
11. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:
después de girar el analizador (104) de cristal, determinar que el componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento; y
inclinar el analizador de cristal de modo que el vector de red recíproca se mueva perpendicularmente al plano del instrumento para descansar posteriormente en el plano del instrumento.
12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 10-11, que comprende, además:
rotar el analizador (104) de cristal a una pluralidad de posiciones rotacionales;
para cada posición de rotación de la pluralidad de posiciones de rotación, determinar una intensidad de radiación que es emitida por la fuente de radiación, dispersada por el analizador de cristal y detectada por el detector; y
usar las intensidades determinadas correspondientes respectivamente a la pluralidad de posiciones rotacionales para determinar una posición rotacional objetivo para el analizador de cristal,
en el que rotar el analizador de cristal de manera que el componente del vector de red recíproca dentro del plano de rotación es perpendicular al plano del instrumento comprende rotar el analizador de cristal hasta la posición de rotación objetivo.
13. El método de la reivindicación 12, en el que usar las intensidades determinadas comprende seleccionar la posición rotacional objetivo de la pluralidad de posiciones rotacionales de manera que la posición rotacional objetivo corresponda a una intensidad mínima de las intensidades determinadas.
14. El método de la reivindicación 6, que comprende, además:
después de girar el analizador (104) de cristal, determinar que el vector de red recíproca está dentro del plano del instrumento; y
trasladar el detector (110) dentro del plano del instrumento de manera que el segmento de línea sea dividido en dos por el vector de red recíproca.
15. Un espectrómetro (100) que comprende:
una plataforma (102) configurada para sostener un analizador (104) de cristal, en el que la plataforma puede girar alrededor de un primer eje que está dentro de un plano del instrumento del espectrómetro, en el que la plataforma puede girar alrededor de un segundo eje que está dentro del plano del instrumento, y en el que la plataforma está fijada en rotación alrededor de un tercer eje que es perpendicular tanto al primer eje como al segundo eje;
una fuente (106) de radiación que está ubicada en el plano del instrumento y (i) alineada para emitir radiación hacia la plataforma o (ii) alineada para emitir radiación hacia una muestra, provocando así que se emita radiación hacia la plataforma; y
un detector (110) que está ubicado en el plano del instrumento y configurado para detectar la radiación que es dispersada por el analizador de cristal.
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