[实用新型]一种荧光靶探测器

说明书

本实用新型涉及一种荧光靶探测器，包括与真空管道对接的四通真空腔体，真空腔体沿水平方向与观察窗连通，该观察窗正对相机，该真空腔体沿竖直方向与真空直线导入器连通，真空直线导入器中心有连接杆，一端延伸入真空腔体内，并连接荧光靶芯体，荧光靶芯体包括荧光靶片，该荧光靶片与入射光成90°并沿竖直方向自上而下分隔为标定区和测量区。本实用新型能够高精度地测量同步辐射X光的光斑形状和位置，能够简洁快速实时在线标定相机摄像头像素，从而解决现有技术中量化荧光靶图像精度不高的问题。

技术领域

本实用新型涉及同步辐射X射线位置测量领域，更具体地说，涉及一种荧光靶探测器，用于X射线的位置测量和光斑形状的成像测量。

背景技术

第三代同步辐射装置中，X光束位置对储存环调束、提高光束稳定性、光束线调试和利用光束线站开展实验研究都是非常重要的参数，要测量光束的位置，最有效的方式就是直接观测光斑。目前，国内光束线的X射线位置监测大多采用丝扫描或荧光靶方式测量处理，丝扫描探测器是用一根或多根导体丝扫过光束，根据金属丝上产生的光电流分布测量光束的中心和分布情况。荧光靶探测器是利用X射线打在某些物质，如晶体或荧光粉上发出可见光的现象，测量X射线的位置和空间分布。

丝扫描受扫描丝热形变影响较大、扫描速度慢、不能实时测量。现有的荧光靶探测器使用了CVD金刚石或YAG荧光靶和高灵敏度黑白工业视频摄像头，能够实时快速地给出光斑图像信息，但不具备数字化功能，不能精确地给出光斑尺寸、稳定性等信息。

要实现荧光靶的量化测量功能，首先是要对CCD相机的像素进行标定。传统的标定方式是单独对CCD相机进行离线标定，即用标样来刻度相机的像素。但是X光束在荧光靶上所呈现的图像包括一系列的系统误差(荧光靶的弥散，靶片的光子转换线性度，成像系统的冲击响应特性，成像系统的线性度以及景深误差等)，标样无法重现荧光转换中的一系列物理过程，因此除了成像系统的误差外，还需要对其他的物理量的影响分别做测量最后计入最终的标定结果中。因为每条光束线的光通量，能量等参数是根据实验要求不断变化的，因此很难将所有工作情况下的影响因素全部提前测试出来，从而很难做出微米量级高精度测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能简洁快速实时在线标定的荧光靶探测器，从而高精度的测量同步辐射x光的光斑形状和位置，以精确量化荧光靶图像。

一种荧光靶探测器，安装于光路真空管道上，包括与真空管道对接的四通真空腔体，该真空腔体沿水平方向与一观察窗连通，该观察窗正对一相机，该真空腔体沿竖直方向与一真空直线导入器连通，所述真空直线导入器中心有一连接杆，一端延伸入真空腔体内，并连接一荧光靶芯体，所述荧光靶芯体包括一荧光靶片，该荧光靶片与入射光成90°并沿竖直方向自上而下分隔为标定区和测量区。

所述标定区包括离子溅射的金属层以及该金属层上通过紫外光刻的高精度靶标图形窗口，能分别在水平和垂直方向提供亚微米精度的尺寸，可以是周期性排列的周期常数，也可以是单独的图形上的尺寸。

所述荧光靶芯体还包括一反光镜，所述反光镜与荧光靶片成45°设置。

所述荧光靶片固定在一靶片固定架上，该靶片固定架与反光镜均固定在一顶部固定支板上，所述顶部固定支板与所述连接杆相连。

所述连接杆的延伸出真空腔体的另一端与一电机相连。

所述荧光靶探测器上安装有多个测量设备姿态的靶标座。

所述离子溅射的金属层的厚度为100nm，材料选用Cr、Ti、Al或Au。

所述荧光靶片的有效发光层厚度小于等于0.2mm。

所述荧光靶片的材料为掺杂Ce的YAG薄片、抛光多晶CVD金刚石片或LYSO。

所述反光镜采用表面金属化的抛光硅片或化学抛光的不锈钢片。