[发明专利]一种消反冲震动的平动光闸兼荧光靶装置

说明书

本发明公开了一种消反冲震动的平动光闸兼荧光靶装置，包括：一个真空盒，两块对称的光闸兼荧光靶，一套实现反向对称运动的动力与传动机构，一个摄像头。两块对称挡光块在背面涂有等量荧光粉或者装有相同的两片闪烁晶体片，构成光闸兼荧光靶，它们与动力与传动机构一起安装在真空盒的盖板上，摄像头对准荧光靶面，显示光斑的形状、位置及其变化。光闸兼荧光靶在动力与传动机构的驱动下作反向对称运动，其反冲动量相消，消除了其变速运动引起的对外反冲震动。

技术领域

本发明属于同步辐射相干X射线应用领域，具体涉及一种消反冲震动的平动光闸兼荧光靶装置。

背景技术

随着第四代同步辐射光源的建设和应用，一些同步辐射光束线技术对实验设备和样品的位置稳定性要求达到了纳米(nm)量级或埃的量级，如纳米结构探针光束线站、纳米成像光束线站、相干衍射光束线站、X射线光子关联谱光束线站等等。面对如此高的稳定性要求，除了采用各种减震、隔震技术，更要尽可能地消除所有可能的震动源，其中，前三代光源所使用的光闸和荧光靶多采用电机或气缸驱动单块闸板插拔的方式实现光闸开关和荧光靶移入、移出光路的功能，因而在插入和拔出光路过程中闸板等部件的加(减)速运动会引起较大的反冲震动，而且光闸与荧光靶是分离的，使用两个真空盒，多占用了光束线上的空间，并增加了成本。

发明内容

为了消除光闸和荧光靶在插入和拔出光路时引起反冲震动的问题，本发明通过采用做反向对称运动的对称光闸兼荧光靶，从基本物理原理上完全消除震动源；背面涂抹了荧光粉或加装了闪烁晶体片的闸板兼作荧光靶，一举实现光闸和荧光靶的双重功能。

本发明的技术方案为：一种消反冲震动的平动光闸兼荧光靶装置，包括：

真空盒，在真空盒两侧设置有用于连接光束线真空通道的入光口法兰和出光口法兰，还设置有两个用于观测光斑的窗口法兰；在真空盒上部安装有真空盒盖板，在真空盒盖板的底面竖直悬挂安装动力与传动机构；

光闸兼荧光靶，由两块材料与结构完全相同的对称挡光块在背面涂有等量荧光粉或者装有相同的两片闪烁晶体片构成,光闸兼荧光靶移入光路时阻断入射光束并同时显示光斑的形状、位置及其变化，移出光路时让光束通过；

动力与传动机构，用于控制两块光闸兼荧光靶做反向对称运动，动力与传动机构安装在真空盒的上面盖板上，开关操作时两对称挡光块在动力与传动机构作用下同时做反向对称运动，消除平动光闸加速运动所引起的对外反冲震动；

摄像头，装在真空盒侧面朝向来光方向的观察窗法兰上，用于观测荧光靶上的光斑，同时可监测两个对称挡光块在挡光时是否闭合。

进一步的，采用对称结构和对称运动方式，两块对称挡光块在背面涂抹等量荧光粉或安装同样的闪烁晶体片，作为光闸兼荧光靶，当它们运动到相互有重叠时，光闸关闭，入射光被阻断，同时显示光斑的形状和位置及其变化情况，发挥光闸和荧光靶的作用；由两块对称挡光块同时作反向对称运动，消除反冲动量，从而消除对外震动输出。

进一步的，所述动力与传动机构提供动力并传递给两块对称运动块，使其同步做反向对称运动，所述动力与传动机构采用如下之一的方式实现：

真空电机与同一根上有旋向相反、螺距导程相同的传动螺纹的螺杆；或

采用通过由弹簧连接的一对相同的电磁铁，或

采用充放气波纹管和拉推弹簧的组合。

进一步的，所述真空盒两侧有两个用于观测光斑的窗口法兰，朝向来光方向的窗口法兰上安装一个摄像头，用于观测荧光靶上的光斑位置，同时可监测两个对称挡光块是否闭合；当两块对称荧光靶发光效率恶化后，通过将整个装置的入光口和出光口对换，同时把摄像头也换到对侧的法兰窗口上，可继续使用该装置。