[发明专利]多分辨率透射柱面弯晶谱仪

说明书

本发明公开了一种多分辨率透射柱面弯晶谱仪，包括箱体，在箱体内依次同轴设置有柱面弯晶分析器、后置铅光阑、以及可透光的台阶闪烁体和X射线记录装置；所述后置铅光阑中部设有狭缝，该狭缝用于阻挡直穿的X射线，而供经柱面弯晶分析器分光的X射线透过；所述台阶闪烁体靠近后置铅光阑的一端沿其轴向至少设有两级台阶，每个所述台阶的端面均具有将衍射后的X射线的衍射线转化成可见光后，还保持其谱分辨率的晶体薄层。采用以上结构，通过台阶型闪烁体实现多分辨率和大测谱范围的X射线的兼顾测量，满足更多测量场合，同时实现实时获取捕捉X射线谱图像，能快速看到测量结果，构思新颖，具有极大的科研应用价值。

技术领域

本发明涉及射线谱测量仪器设备技术领域，具体涉及一种多分辨率透射柱面弯晶谱仪。

背景技术

晶体谱仪是使用晶体对X射线进行衍射分光、从而实现对X射线谱进行测量的一种设备。透射柱面弯晶谱仪即为其中的一种，从同一点状辐射源发出的复色X射线经柱面弯晶透射分光后，受弯晶的几何会聚作用，某种波长X射线的衍射线会呈线状和关于中心两侧对称分布的特点；而从整体光谱分布来看，距离对称中心较近的是波长较短的X射线。

基于测量需求，传统的透射柱面弯晶谱仪的基本结构包括铅制针孔、柱面弯晶分析器、铅制狭缝、X射线记录设备等。由于通常的X射线记录设备是平面型的，记录面尺寸较为有限，透射柱面弯晶谱仪不能同时兼顾很宽的测谱范围和较高的谱分辨率。故通常通过将X射线记录设备的记录面置于柱面弯晶罗兰圆切线位置，可以平衡测谱范围和谱分辨率。而由布拉格衍射理论表明，如果X射线记录设备的记录面放置在远离罗兰圆的位置，可以有效提高衍射线的谱分辨率，这在相当多的实验场合中是非常有必要的，特别是在需要测量某种特征谱线时更需要。但将X射线记录设备的记录面远离罗兰圆会使测谱范围显著减少，所以传统的透射柱面弯晶谱仪缺乏同时具有高分辨和大谱宽的测量能力，在实际测量过程中，很难满足测量需求。

发明内容

有鉴于此，为了能得到高分辨率和大谱宽的测量能力，满足更多场合的测量需求，本发明提供了一种多分辨率透射柱面弯晶谱仪。

其技术方案如下：

一种多分辨率透射柱面弯晶谱仪，包括箱体，其关键在于：所述箱体内依次同轴设置有柱面弯晶分析器、后置铅光阑、以及可透光的台阶闪烁体和X射线记录装置；

所述后置铅光阑中部设有狭缝，该狭缝用于阻挡直穿的X射线，而供经柱面弯晶分析器分光的X射线透过；

所述台阶闪烁体靠近后置铅光阑的一端沿其轴向至少设有两级台阶，每个所述台阶的端面均具有将衍射后的X射线的衍射线转化成可见光后，还保持其谱分辨率的晶体薄层。

采用以上结构，X射线光经柱面弯晶分析器的处理后的衍射线透射到台阶闪烁体的台阶上，最后背后端的X射线记录装置记录并测量，由于台阶与柱面弯晶的罗兰圆距离不同，从而可以测得两种不同的分辨率，与柱面弯晶的罗兰圆相近的台阶接收到的衍射线的分辨率较低而测谱范围较宽，与柱面弯晶的罗兰圆较远台阶所接收到的衍射线分辨率较高但侧谱范围较窄，这样设置即可使装置能够测得多种不同的分辨率，而谱宽较大，可以满足更多的测量需求，具有极大的科研应用价值。

作为优选：所述箱体前端还设有前置铅光阑，该前置铅光阑位于柱面弯晶分析器设有柱面弯晶的一侧，并与柱面弯晶分析器同轴设置；该前置铅光阑的中心位置设有中心孔，在中心孔左右两侧对称的设有供X射线通过的通光窗口。采用以上结构，通过中心孔可以指示记录谱仪中心的光轴位置，而由通光窗口的尺寸可以根据需要测量的射线能谱范围来确定，能使测量更精确。

作为优选：所述X射线记录装置包括CMOS相机，该CMOS相机的正面光纤面板紧贴所述台阶闪烁体的后端面。采用CMOS相机记录测量，可以能更加精确进行动态捕捉衍射线，保证结果更准确。