JJ X-Ray提供的CRL系统多采用抛物线形透镜,可搭配五轴调整平台(5 Axis Alignment Stage),实现对透镜方向5个自由度的调节,即俯仰角(Pitch)、偏航角(Yaw)及X、Y、Z三个方向位置的调节。下面北京麦迪森科技为各位做出详细介绍。

如下图所示,该调整平台有上中下三个子平台,上述五轴分别位于不同的子平台上:Z轴位于*下方的子平台,其调节范围可达500mm,主要作用是沿着光束线方向调整仪器位置;X、Y轴和偏航轴位于中间的子平台;俯仰轴位于上方的子平台。通常这些子平台固定在一起,但也可根据您的需求进行定制,将他们分离。平台载重可达300kg,支持在10个臂上安装透镜,每个臂可安装*多10个透镜。由于各臂均可在垂直和水平方向上独立移动,CRL系统可实现**对准。

五轴调整平台示意图
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五轴调整平台示意图

JJ X-Ray CRL可根据所使用光的类型分为三类:

1、对于白色和高热量的粉色光束,如果每个透镜盒承受的热负载超过3W,则必须使用水冷系统。透镜置于铜盒中,利用水流进行冷却,可承受超过40W的热负载,即每个透镜盒可承受超过4W的热负载。

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2、对于粉色光束和多层单色光束,如果每个透镜盒承受的热负载位于0.5W-3W区间内,可以使用铜辫冷却。下图为包含12个透镜盒的铜辫冷却系统示意图。

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3、对于单色光束,如果每个透镜盒可承受的热负载低于0.5W,则无需配置额外的冷却系统。

JJ X-Ray CRL的常用材料为Be、Al、Ni。下表所示为Be和Al的部分配置选项。

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值得注意的是,由Be材料制造的CRL存在几方面的不足:首先,Be的抗热载性能和力学性能较差,无法满足硬X射线光束聚焦对元件进行强力冷却的要求;其次,Be是多晶结构,对硬X射线有强散射作用,不利于实现高精度聚焦。

相较之下,单晶金刚石具有较高的折射/吸收比,同时具备出色的抗热载性能和力学性能。因此,在目前的同步辐射光源,尤其是自由电子激光装置上,通常采用由金刚石制造的CRL。经过抛光后的金刚石透镜具有非常高的质量,可满足使用需求,如下图所示。

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金刚石透镜能够在广泛的能量范围内工作(如Be为2-40 keV,Al为30-80 keV,Ni为60-150 keV,而金刚石为5-90 keV),且在30-80 keV区间内,金刚石透镜具有*高的光通量。下图为不同材料的透镜在不同光子能量下的光通量计算结果。

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此外,一个金刚石可以制造多个透镜,即可以在一个Translator上制造多个一维或二维聚焦的具有不同尺寸的透镜,如下图所示。

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JJ X-Ray还可以根据您的需求,提供定制CRL系统,以满足您的特定要求。