[发明专利]一种真空压弯式弯晶

说明书

本发明公开了一种真空压弯式弯晶，其特征在于：包括壳体，所述壳体上设有X射线入射口，从X射线入射口到壳体内部沿X射线入射方向依次设置X射线透射膜、单晶晶片和曲面基底，所述X射线透射膜、壳体的侧壁和底面形成密封腔体，所述密封腔体上设有用于抽真空的排气口，进行晶体压弯时，密封腔体内产生负压，大气压将X射线透射膜柔性地贴合在单晶晶片和曲面基底上。本发明采用真空压弯的方式，各种单晶晶片均可进行压弯，极大地扩展了弯晶的材料选择；利用大气压对单晶晶片和曲面基底柔性地施加应力，受力均匀，结构稳定；可以直接将单晶晶片和曲面基底贴合，复制曲面基底的面形，保持较高的面形精度；同一块单晶晶片可以搭配不同面形的曲面基底，降低制造成本。

技术领域

本发明涉及一种真空压弯式弯晶，属于X射线光学元件领域。

背景技术

X射线弯晶内部原子在空间上有序排列，晶格间距为纳米量级与X射线波长相近，可以实现对X射线的衍射,具有很高的能量分辨率。高能量分辨弯晶广泛应用于X射线波长分散检测系统，如波长分散X射线荧光光谱、X射线发射光谱和X射线吸收光谱。

目前弯晶主要有机械动态压弯和沾粘两种方式。机械动态压弯法对使用机械结构对晶体进行动态弯曲，可以动态调节弯晶的曲率半径。该方法压弯结构受力点不均匀，导致弯晶的面形及曲率半径精度不高。另一种是沾粘法。沾粘法通过将曲面基底和单晶晶片沾粘固定连接，使得单晶晶片可以保持曲面基底的面形。该方法目前主要分为两类，一类是在单晶晶片和曲面基底之间使用胶水进行沾粘固定。由于胶水厚度存在一定的不均匀性，这种方法面形复制能力变差。此外，沾粘法单晶晶片与曲面基底一对一贴合。对于需要改变弯晶面形的情形，需要和曲面基底数量相同的单晶晶片进行沾粘，成本较高。另一类是采用阳极键合的方法。单晶晶片和曲面基底之间直接通过阳极键合工艺产生稳定的化学键，键合力较强，同时面形复制能力较好。但这种工艺只适用于硅、锗、石英等少数半导体材料，弯晶的材料选择范围受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有弯晶方式晶片材料选择范围受限、弯晶受力点不均匀及晶片与曲面基底不贴合的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供了一种真空压弯式弯晶，其特征在于：包括壳体，所述壳体上设有X射线入射口，从X射线入射口到壳体内部沿X射线入射方向依次设置X射线透射膜、单晶晶片和曲面基底，所述X射线透射膜、壳体的侧壁和底面形成密封腔体，所述密封腔体上设有用于抽真空的排气口，进行晶体压弯时，密封腔体内产生负压，大气压将X射线透射膜柔性地贴合在单晶晶片和曲面基底上。

优选地，所述壳体包括顶座、腔室和底座，顶座通过腔室和底座连接，所述X射线入射口设在顶座上，曲面基底设在底座上，X射线透射膜设在顶座和腔室之间，X射线透射膜、腔室和底座形成密封腔体。

优选地，所述底座上设有凹槽，所述曲面基底通过凹槽固定在底座上。

优选地，所述顶座与腔室之间、腔室与底座之间通过密封圈密封。

优选地，所述X射线透射膜为聚酰亚胺薄膜材料或聚氨酯材料。

优选地，所述曲面基底的曲面为球面、柱面、双曲面或抛物面；所述曲面基底的形状为长方形、正方形或圆形。

优选地，所述单晶晶片的材料为硅、锗、石英、蓝宝石或高定向热解石墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、单晶晶片材料选择不受限：采用真空压弯的方式，物理压弯的方式不受限于特殊工艺，各种单晶晶片均可进行压弯，极大地扩展了弯晶的材料选择。

2、受力均匀：采用了真空抽气静态压弯结构，利用大气压对单晶晶片和曲面基底柔性地施加应力，受力均匀，结构稳定，同时避免了振动对机械结构稳定性的影响。

3、弯晶面形可变：同一块单晶晶片可以搭配不同面形的曲面基底，降低制造成本。