[发明专利]椭圆弯晶谱仪的离线精密装调及在线精确复位准直的方法

说明书

本发明涉及一种椭圆弯晶谱仪的离线精密装调及在线精确复位准直的方法。该方法包括椭圆弯晶谱仪离线精密装调和椭圆弯晶谱仪在线精确复位准直，本发明采用“所有反射光束共焦+共轭式靶点瞄准定位”和“光源、椭圆弯晶、椭圆几何光学成像像面三者间的精密耦合转换成离线精密装调及在线精确复位”的技术，解决椭圆弯晶谱仪系统在“神光II”激光装置上的精确准直。本发明有效地解决了发光源（椭圆弯晶上游焦点，即前焦点）、椭圆弯晶、椭圆几何成像像面（椭圆弯晶下游焦点，即后焦点）三者之间要满足既定椭圆方程参数问题，该方法还具有调节方便、可视性好、谱仪调节准直精度高的特点，并能实现椭圆弯晶谱仪与“神光‑II”靶室高效率高精度耦合目的。

技术领域

本发明涉及弯晶谱仪离线装调及在线准直技术，尤其涉及椭圆弯晶谱仪离线精密装调及在线精确复位准直的方法。

背景技术

等离子体辐射与等离子体状态密切相关，因此诊断等离子体辐射X射线能谱信息对激光与物质相互作用、X射线激光、惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion, 简称ICF）、天体物理和激光等离子体X射线光源等方面研究有着重要作用。

椭圆弯晶谱仪主要功能是测量X射线光谱。随着精密物理实验对等离子体状态和能量流时空演化特性实验数据的高精度需求，对建立对激光等离子体辐射X射线能谱线精细轮廓时空演化的实验观测能力是非常有必要，但需要谱仪系统必须具备有高的实测能谱分辨能力作为支撑。

不过，尽管椭圆弯晶谱仪系统在设计过程中已尽量考虑过使各个光学元件，尤其是分光元件-椭圆弯晶，减小其对系统性能影响程度，但谱仪在实际的装调与准直过程中，总难免有误差。如果光源偏离椭圆弯晶前焦点对谱仪系统的实测能谱分辨能力、光通量，以及成像差具有强烈的影响效应。因为椭圆弯晶谱仪工作原理：是位于椭圆弯晶前焦点上的光源发出的光，经椭圆晶体按布拉格衍射定律选谱后汇聚在椭圆另一焦点（后焦点）上，但X射线在晶体表面只有满足布拉格衍射条件，才有可能有被利用的积分衍射系数，也只有满足椭圆几何光学成像，才有可能使谱仪系统造成的能谱线加宽程度最小。

显然，为了尽可能地降低色散角，使椭圆弯晶谱仪系统有很好的实测能谱分辨能力，提高谱仪系统的准直精度是关键之一。目前国内关于椭圆弯晶谱仪装调与准直的方法资料较小，尤其是椭圆弯晶精确准直的方法几乎处于零位置。因而开展椭圆弯晶谱仪的离线精密装调及在线精确复位准直的关键技术方法研究，对于提高椭圆弯晶谱仪X射线能谱高分辨能力测量有着特别重要意义。

椭圆弯晶谱仪原理及坐标系如图1所示：点光源在椭圆弯晶前焦点位置上，光源发出的光经成像狭缝后辐照在椭圆弯晶上，经该椭圆弯晶衍射分光后，所有光束都汇聚在椭圆弯晶后焦点上，再经过狭缝衰减膜组合件记录在探测器记录面上，实现光谱分辨测量，图1中θ为布拉格（Bragg）衍射角。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种椭圆弯晶谱仪的离线精密装调及在线精确复位准直的方法，能够解决目前椭圆弯晶谱仪获得高精度准直难，并且又调节极其复杂繁琐的问题，还可以大大缩短谱仪的调节时间。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种椭圆弯晶谱仪的离线精密装调及在线精确复位准直的方法，该方法包括椭圆弯晶谱仪的离线精密装调和椭圆弯晶谱仪在线精确复位准直：

所述椭圆弯晶谱仪的离线精密装调包括以下步骤：

第一步，建立坐标系OXYZ，

第二步，在椭圆弯晶盒体的内部下方固定设置三维调节装置，所述三维调节装置包括Y向平动调节机构、Z向平动调节机构和X向一维转动调节机构，所述X向一维转动调节机构包括设置在三维调节装置上的调节环，所述调节环上设有调节螺杆和弹簧，在调节环上固定设置椭圆弯晶，所述椭圆弯晶盒体的前端面和后端面上分别设有左定位孔和右定位孔，所述椭圆弯晶盒体的顶部开设有探测窗口，