[发明专利]低能段X射线的高次谐波抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高次谐波抑制装置，具体涉及一种用于XAFS(X射线吸收精细结构)光束线站的低能段X射线的高次谐波抑制装置。

背景技术

XAFS光束线站是上海光源首批建设的七条光束线站之一，主要用于XAFS实验。XAFS实验对光谱的纯度要求很高。抑制晶体单色器的高次谐波含量，是得到高纯度光谱的有效方法。当单色器采用Si(111)或Si(311)晶体时可消除2次谐波，但是奇数次谐波并未得到抑制。事实上，更高次的谐波含量很少，只要抑制3次谐波即可满足实验要求。

对于光子能量较高的X射线，在聚焦模式下，光路中已有的准直镜和聚焦镜可以起到低通滤波器的作用，例如当光子能量大于12keV时，高次谐波含量小于10^-4；在非聚焦模式下，可用双晶失谐来抑制高次谐波，例如当光子能量为10keV且失谐角达到0.005°时，3次谐波含量小于2×10^-4，光通量损失不到20％。

但当光子能量较低时，现有的准直镜和聚焦镜不足以抑制高次谐波，因为采用准直镜和聚焦镜进行谐波抑制的原理是利用了X射线的全反射，这种方法基波损失较小，但是由于X光在准直镜和聚焦镜上的入射角较小，只能滤去高能段(12～22.5keV)的高次谐波，低能段(3.5～12keV)的高次谐波无法抑制去除；而采用双晶失谐法抑制谐波的原理是利用了不同能量的达尔文(Darwin)宽度的差异，当光子能量较低时，该方法虽然对高次谐波抑制仍有一定作用，但是由于Darwin宽度变大，要求失谐角大，运行不便，并且这种方法在去除高次谐波的同时也滤去了一部分基波，光强损失较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能段X射线的高次谐波抑制装置，有效抑制低能段X射线的高次谐波，为XAFS光束线站提供高纯度光谱。

基于上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种低能段X射线的高次谐波抑制装置，包括具有X射线入口和出口的真空镜箱；设置在X射线入口和出口之间的至少一块反射镜，所述反射镜表面具有至少一个用于接收并反射X射线的反射区；用于夹持反射镜的夹持机构；以及连接在夹持机构下方的调整机构。

所述调整机构包括用于安装夹持机构的安装平台和呈等腰三角形分布在安装平台下方的三个竖直运动机构，每个竖直运动机构包括一竖直导轨以及沿该竖直导轨运动的调整联动组件，调整联动组件与安装平台相连。

所述至少一块反射镜包括平行且相对设置的两反射镜。

所述两反射镜交错二分之一长度设置。

所述夹持机构包括两夹持槽和位于两夹持槽之间的垫片，两反射镜分别固定在两夹持槽中。

所述夹持槽由铝合金板制成。

所述每个反射镜表面具有沿垂直于X射线的方向依次排列的至少两个反射区，两反射镜上的反射区一一对应。

所述至少两个反射区包括Si、Ni和Rh反射区。

所述夹持机构和所述安装平台之间设有切换机构。

所述切换机构包括沿反射区排列方向延伸的水平导轨以及沿该水平导轨运动的切换联动组件，切换联动组件与夹持机构相连。

所述切换机构由位于真空镜箱中的波纹管密封。

所述调整联动组件和切换联动组件分别通过电机与一控制机构相连。

所述竖直运动机构进一步包括与控制机构相连的光栅尺。

所述切换机构进一步包括与控制机构相连的位置开关。

所述真空镜箱的表面设有观察窗。

所述真空镜箱与一离子泵相连。

所述真空镜箱安装在镜箱支架上。

所述镜箱支架底部设有带有调整螺丝的支脚。

本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置，通过调整机构调整真空镜箱中的至少一块反射镜的位置和角度，利用该反射镜表面的反射区进行至少一次反射，去除经过单色器的低能段X射线的高次谐波，从而为XAFS光束线站提供高纯度光谱。

附图说明

图1是本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置的坐标系示意图，其中空心箭头代表X射线的入射方向；

图2是本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置的结构示意图，其中空心箭头代表X射线的入射方向；

图3是本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置的反射区示意图；

图4是本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置的光路示意图；

图5是本发明的低能段X射线的高次谐波抑制装置的平移切换机构示意图。

具体实施方式