[实用新型]高精度X射线单晶定向仪

说明书

本实用新型涉及的是一种依据X射线衍射原理，用于测定水晶、硅锗单晶、激光晶体等各种单晶材料的几何表面与其内部某一晶面间的角度，以保证制成的器件温度系数等性能要求的光机电一体化精密测量仪器。

现有的国产手摇式普通型定向仪和日本同类产品，其组成结构一般是由X射线管、管套、风冷电机、狭缝、被测晶体、计数器、放大器、数显器、电表、稳压器、控制器、高压发生器、高压电缆、吸泵等组成，其中由X射线管、狭缝、被测晶体到计数器所构成的光路要向计数器、放大器输入检测信号，狭缝的设置目的在于限制射线的发散角度，但这种方法存在控制发散角越小，测量精度越高，也只能达到±30″，还造成进入计数器的信号强度降低；当发散角增大，信号强度增大，精度却大幅度降低，中国专利技术中，如CN94230385.7名称为“X射线定向仪”对此类技术有过描述。可以看出，这种结构的定向仪存在的主要技术问题是它的测角精度仅能达到±30″档次，从X射线晶体学原理研究分析，其根本原因在于X射线管产生的用于测量晶体的初级X射线波长不够单一所致，导致此类定向仪精度难以进一步提高。

本实用新型的发明目的在于提供一种能进一步提高测角精度的X射线单晶定向仪，尤其提供一种其晶面角度的测量精度可达到±15″档次的高精度X射线单晶定向仪。

本实用新型的另一发明目的在于提供一种能解决高精度晶棒粘板问题的X射线单晶定向仪。

实现本实用新型发明目的的高精度X射线单晶定向仪，其技术方案为：该定向仪包括有X射线管、管套、风冷电机、被测晶体、计数器、放大器、数显器、电表、稳压器、控制器、高压发生器、高压电缆、吸泵等组成，其主要技术特点：在X射线管与被测晶体之间设有一单色器，形成由X射线管、单色器、被测晶体到计数器组成的测量光路，其中的单色器为具有固定晶面切角的水晶片。本技术中，X射线管与被测晶体之间设置的单色器，其目的在于由该单色器将射在其上的初级X射线因衍射产生单色化的X射线，照射在被测晶体上，再产生衍射进入计数器进行检测，解决了如何选取单一波长射线测量晶体晶面角度的技术问题，因而实现了晶面角度的高精度测量。

在本技术方案中，是通过单色器将初级X射线中不需要的临近波长射线以衍射方式予以滤除，以便仅利用单一波长射线实现对晶体晶面角度的高精度测量。但是用衍射原理选择单一波长进行高精度测量时，两次衍射过程会使进入计数器的射线强度大大降低，甚至低于设备的灵敏度，而使测量仪器无法工作。因此，只有提高X射线管的射线强度，才能使计数器及其后的检测仪器进行正常的测量工作。提高X射线管射线强度的方法为采用恒直流高压发生器为X射线管供电，提高射线强度，其具体方法是在高压发生器的高压变压器的次级两端连接有由两整流二极管和两电容组成的倍压电路。

在上述技术方案中，可用单只X射线管向两侧发出两束水平射线而构成左右两个工作台，提高本单晶定向仪的利用率。这两工作台上可以均为测角仪，也可以使两边分别配置测角仪和专门用于晶棒粘板的晶棒粘板装置，扩大本定向仪的应用范围。

仪器的测量精度提高了，还得有足够精度的角度显示装置，本技术中采用了精度为1″的数显器。为使这样高精度仪器工作更可靠，对其放大器采取了全面防潮措施。

本实用新型所提供的高精度X射线单晶定向仪，由于在其测量光路上采用了单色器，滤除了临近杂波射线，因而使晶面角度的测量精度大大提高，可使其测量精度达到±15″档次。本技术中还采用了如弥补X射线强度的恒直流高压发生器、最小读数为1″的数显器及晶棒粘板机构的设计和改进等多种手段，进一步保证了本定向仪的高精度测量目的的实现。

下面结合附图详细说明本实用新型的技术内容。

图1为本实用新型的整体组成图

图2为图1的俯视图

图3为本实用新型的测量光路原理图

图4为高压发生器的电路原理图

图5为晶棒粘板主视结构示意图

图6为图5的俯视图

图7为晶棒粘板附件主视结构示意图

图8为图7的俯视图

图9为晶棒粘板装置另一实施结构示意图

图10为图9的俯视图。