偏振X射线源及偏振X射线的产生方法与流程

本发明涉及辐射，特别是涉及一种偏振x射线源及偏振x射线的产生方法。

背景技术：

1、19世纪末，伦琴偶然发现了一种未被人们所知的新射线，他命名为“x射线”。x射线的发现是人类历史上影响最大的事件之一，标志着原子时代的开启，拉开了现代物理学新时代的序幕。各国科学家以x射线为新手段深入各领域，相继发现了x射线的偏振性、光电效应、x射线光谱、x射线的干涉与衍射及宇宙x射线源等等。而基于新发现又延伸和扩展到基础科学、生物医学、工程技术、宇宙演化等更多领域。

2、产生偏振x射线的方法主要有同步辐射光源、自由电子激光、康普顿散射和晶体布拉格衍射，前两种方法属于大科学装置，无法作为长期使用的装置。目前实验室内的线偏振x射线光源主要是是康普顿散射源和布拉格衍射，康普顿散射主要发生在硬x射线波段，软x射线波段的偏振x射线源基本是晶体布拉格衍射。

3、但是，对于采用晶体布拉格衍射产生偏振x射线源，不可避免的会遇到晶体衍射角度无法满足严格45度角，以及衍射后的x射线会偏转90度的问题，对偏振x射线采集能谱造成困难。另外，现有晶体布拉格衍射产生的偏振x射线的能量无法改变，导致使用范围受限。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有晶体布拉格衍射，出射的偏振x射线会不可避免的偏转90度，对采集能谱造成困难的问题，提供一种偏振x射线源及偏振x射线的产生方法。

2、一种偏振x射线源，包括：

3、机架；

4、x射线光管，安装于所述机架上，所述x射线光管用于提供连续谱无偏x射线；

5、第一衍射机构，安装于所述机架上，所述第一衍射机构用于将所述连续谱无偏x射线衍射后转变成线偏振x射线，并将所述线偏振x射线偏转；

6、第二衍射机构，安装于所述机架上，与所述第一衍射机构相对设置，所述第二衍射机构用于将偏转后的所述线偏振x射线再次衍射偏转；及

7、探测器，安装于所述机架上，所述探测器用于接收所述第二衍射机构衍射偏转后的所述线偏振x射线。

8、上述偏振x射线源，x射线光管产生的连续谱无偏x射线，经过第一衍射机构衍射后转变成线偏振x射线，并将线偏振x射线偏转，然后第二衍射机构将偏转后的线偏振x射线再次衍射偏转，使得线偏振x射线以平行状态入射到探测器。上述偏振x射线源，利用晶体在45度布儒斯特角下衍射后产生线偏振x射线的原理，设计了晶体二次衍射产生线偏振x射线的光源装置，x射线经过两次偏转实现平行射出，可以方便探测器对能谱进行采集，采集能谱没有造成困难。

9、在其中一个实施例中，所述机架包括光学平台及支撑框，所述支撑框安装于所述光学平台上，所述x射线光管和所述第一衍射机构安装于所述支撑框上，所述第二衍射机构和所述探测器安装于所述光学平台上。

10、在其中一个实施例中，所述x射线光管和所述探测器至少一个可移动地安装于所述机架上，以改变x射线从所述x射线光管到所述探测器的光程。

11、在其中一个实施例中，还包括转台及旋板，所述转台安装于所述机架上，所述旋板安装于所述转台上，所述转台驱动所述旋板转动，所述第二衍射机构和所述探测器安装于所述旋板上。

12、在其中一个实施例中，所述第一衍射机构和所述第二衍射机构均包括晶体支架、固定组件及衍射晶体，所述晶体支架安装于所述机架上，所述衍射晶体可拆卸地安装于所述固定组件内，所述固定组件安装于所述晶体支架上。

13、在其中一个实施例中，所述晶体支架包括第一调节结构和第二调节结构，所述第一调节结构使所述衍射晶体绕第一轴向摆动，所述第二调节结构使所述衍射晶体绕第二轴向摆动；其中，所述第一轴向和所述第二轴向相互垂直。

14、在其中一个实施例中，所述第一调节结构包括第一底座、第一摆动板、第一驱动块及第一驱动杆，所述第一底座设有绕所述第一轴向延伸的第一摆动槽，所述第一摆动板滑动设置于所述第一摆动槽内，所述第一驱动块安装于所述第一摆动板上，所述第一驱动杆可转动地安装于所述第一底座上，所述第一驱动杆与所述第一驱动块螺纹连接；和/或

15、所述第二调节结构包括第二底座、第二摆动板、第二驱动块及第二驱动件，所述第二底座设有绕所述第二轴向延伸的第二摆动槽，所述第二摆动板滑动设置于所述第二摆动槽内，所述第二驱动块安装于所述第二摆动板上，所述第二驱动杆可转动地安装于所述第二底座上，所述第二驱动杆与所述第二驱动块螺纹连接。

16、在其中一个实施例中，所述第一调节结构还包括第一锁止结构，所述第一锁止结构用于将所述第一底座和所述第一摆动板锁止固定；和/或

17、所述第二调节结构还包括第二锁止结构，所述第二锁止结构用于将所述第二底座和所述第二摆动板锁止固定。

18、在其中一个实施例中，所述固定组件包括第一夹持件、第二夹持件及连接件，所述第一夹持件安装于所述晶体支架上，所述第一夹持件设有容纳所述衍射晶体的容纳槽，所述第二夹持件通过所述连接件与所述第一夹持件可拆卸连接，以将所述衍射晶体夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。

19、一种偏转x射线的产生方法，包括以下步骤：

20、提供如上述任意一项所述的偏振x射线源；

21、启动x射线光管，产生连续谱无偏x射线；

22、所述连续谱无偏x射线经过第一衍射机构衍射后转变成线偏振x射线，并将所述线偏振x射线偏转改变传播方向；

23、偏转后的所述线偏振x射线经过所述第二衍射机构衍射后再次偏转改变传播方向，使得二次衍射后的所述线偏振x射线以平行状态入射到探测器内。

24、上述偏转x射线的产生方法利用上述实施例中的偏振x射线源，偏振x射线源的结构可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。由于本发明实施例提供的偏转x射线的产生方法利用上述实施例中的偏振x射线源，因此本发明提供的偏转x射线的产生方法具有上述实施例中偏振x射线源的全部有益效果。

技术特征：

1.一种偏振x射线源，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的偏振x射线源，其特征在于，所述机架包括光学平台及支撑框，所述支撑框安装于所述光学平台上，所述x射线光管和所述第一衍射机构安装于所述支撑框上，所述第二衍射机构和所述探测器安装于所述光学平台上。

3.根据权利要求1所述的偏振x射线源，其特征在于，所述x射线光管和所述探测器至少一个可移动地安装于所述机架上，以改变x射线从所述x射线光管到所述探测器的光程。

4.根据权利要求1所述的偏振x射线源，其特征在于，还包括转台及旋板，所述转台安装于所述机架上，所述旋板安装于所述转台上，所述转台驱动所述旋板转动，所述第二衍射机构和所述探测器安装于所述旋板上。

5.根据权利要求1所述的偏振x射线源，其特征在于，所述第一衍射机构和所述第二衍射机构均包括晶体支架、固定组件及衍射晶体，所述晶体支架安装于所述机架上，所述衍射晶体可拆卸地安装于所述固定组件内，所述固定组件安装于所述晶体支架上。

6.根据权利要求5所述的偏振x射线源，其特征在于，所述晶体支架包括第一调节结构和第二调节结构，所述第一调节结构使所述衍射晶体绕第一轴向摆动，所述第二调节结构使所述衍射晶体绕第二轴向摆动；其中，所述第一轴向和所述第二轴向相互垂直。

7.根据权利要求6所述的偏振x射线源，其特征在于，所述第一调节结构包括第一底座、第一摆动板、第一驱动块及第一驱动杆，所述第一底座设有绕所述第一轴向延伸的第一摆动槽，所述第一摆动板滑动设置于所述第一摆动槽内，所述第一驱动块安装于所述第一摆动板上，所述第一驱动杆可转动地安装于所述第一底座上，所述第一驱动杆与所述第一驱动块螺纹连接；和/或

8.根据权利要求7所述的偏振x射线源，其特征在于，所述第一调节结构还包括第一锁止结构，所述第一锁止结构用于将所述第一底座和所述第一摆动板锁止固定；和/或

9.根据权利要求5所述的偏振x射线源，其特征在于，所述固定组件包括第一夹持件、第二夹持件及连接件，所述第一夹持件安装于所述晶体支架上，所述第一夹持件设有容纳所述衍射晶体的容纳槽，所述第二夹持件通过所述连接件与所述第一夹持件可拆卸连接，以将所述衍射晶体夹持在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。

10.一种偏转x射线的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种偏振X射线源及偏振X射线的产生方法，偏振X射线源包括机架、X射线光管、第一衍射机构、第二衍射机构及探测器，X射线光管、第一衍射机构、第二衍射机构及探测器安装于机架上。第一衍射机构用于将X射线光管产生的连续谱无偏X射线衍射后转变成线偏振X射线，并将线偏振X射线偏转，第二衍射机构用于将偏转后的线偏振X射线再次衍射偏转被探测器介绍。上述偏振X射线源及偏振X射线的产生方法，利用晶体在45度布儒斯特角下衍射后产生线偏振X射线的原理，设计了晶体二次衍射产生线偏振X射线的光源装置，X射线经过两次偏转实现平行射出，可以方便探测器对能谱进行采集，采集能谱没有造成困难。技术研发人员：郭思明,郄晓雨,周幸,樊丽鹏,舒子瑶,黄仕葵,余涛,郭锴悦受保护的技术使用者：中国计量科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/26