[发明专利]实现单色器与谱学显微镜通信的接口系统和方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及两种光学设备之间的接口，尤其涉及一种实现单色器与谱学显微镜通信的接口系统和方法。

背景技术

EPICS（实验物理及工业控制系统）平台是一个基于网络的分布式控制系统，是世界上大型加速器等科学装置的免费控制软件，它源码公开，可自由下载，运行稳定、系统结构灵活、扩展性好，而且EPICS支持的硬件类型多达上百种，并提供良好的技术支持。上海光源首批7条光束线控制系统全部采用EPICS，建立起标准化的光束线控制系统，这样的系统在国际上也只有少数几个同步辐射装置上应用，在国内更是一项全新尝试。

同步辐射广泛应用于基础科学研究和应用研究领域。同步辐射装置包括光束线站部分和实验站部分，光束线站部分主要采用单色器来获得不同能量值的单色X射线。通过转动单色器的两块晶体，改变其布拉格角度，将入射的白光变为出射时不同能量值的单色光。一定能量值的单色光对应于单色器的一个角度位置，当单色器转动到某一角度，就称其转动到某一能量点，该能量点对应的能量值称为单色器的能量值。实验站部分主要采用谱学显微镜来采集在不同能量X射线下的化学元素（比如铁元素）分布形态，即X光吸收谱。

在例如样品的X光吸收谱实验中，需要谱学显微镜与单色器进行联动，即谱学显微镜采集完样品在某一能量值的X射线下的X光吸收谱后，需要设置单色器的能量值为下一个目标能量值，以采集样品在下一个能量值的X射线下的X光吸收谱，重复这样的步骤，直到采集完样品在所有目标能量值的X射线下的X光吸收谱。两个目标能量值之间的步长很小，比如0.5eV（电子伏特），如果目标能量值的范围在800eV到900eV之间，每隔0.5eV的步长采集一次，则完成一个实验需要采集200次。如果仅靠手动来设置单色器的不同目标能量值，显然耗时耗力，效率低，而且还可能产生误差导致实验结果不精确。

因此，需要设计一种实现谱学显微镜与单色器自动联动的方案，以满足实验需求。单色器包括单色器控制模块，谱学显微镜包括谱学显微镜控制模块。因此，需要提供一种通信接口，使谱学显微镜控制模块可以通过该接口向单色器控制模块发送控制信息，单色器控制模块又可以通过该接口向谱学显微镜控制模块发送反馈信息，从而实现谱学显微镜与单色器的数据交互。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供一种实现单色器与谱学显微镜通信的接口系统及其方法，以实现单色器与谱学显微镜之间的自动联动。

为实现上述目的，本发明一方面提供以下技术方案：

一种实现单色器与谱学显微镜通信的接口系统，所述单色器包括单色器控制模块，所述谱学显微镜包括谱学显微镜控制模块，其特征在于，所述接口系统包括依次连接在所述谱学显微镜控制模块与所述单色器控制模块之间的服务器模块和接口工具模块，其中，

所述服务器模块一方面接收所述谱学显微镜控制模块发送的控制信息，并通过所述接口工具模块将所述控制信息传送至所述单色器控制模块；另一方面通过所述接口工具模块接收所述单色器控制模块发送的反馈信息，并将所述反馈信息传送至所述谱学显微镜控制模块。

进一步地，所述服务器模块包括依次连接在所述谱学显微镜控制模块与所述接口工具模块之间的EPICS硬IOC服务器和EPICS软IOC服务器，其中，

一方面，所述EPICS硬IOC服务器通过网络协议接收所述控制信息，并将所述控制信息记录在其生成的Motor记录中，再通过网络协议将所述Motor记录传送至所述EPICS软IOC服务器；所述EPICS软IOC服务器将所述Motor记录包含的所述控制信息记录在其生成的PV记录中，并通过所述接口工具模块将所述PV记录传送至所述单色器控制模块；

另一方面，所述EPICS软IOC服务器通过所述接口工具模块接收所述反馈信息，并将所述反馈信息记录在所述PV记录中，再通过网络协议将所述PV记录传送至所述EPICS硬IOC服务器；所述EPICS硬IOC服务器将所述PV记录包含的所述反馈信息记录在所述Motor记录中，并通过所述网络协议将所述Motor记录传送至所述谱学显微镜控制模块。

进一步地，所述EPICS硬IOC服务器设置在一VME机箱中。

本发明另一方面提供一种基于前述接口系统实现单色器与谱学显微镜通信的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，通过所述服务器模块接收所述谱学显微镜控制模块发送的控制信息，并通过所述接口工具模块将所述服务器模块接收的所述控制信息传送至所述单色器控制模块；