[发明专利]狭缝装置及四刀狭缝

说明书

技术领域

本发明涉及属于光学仪器领域，尤其涉及一种可用于各种中子散射谱仪系统，或其他的光谱仪器系统中要求狭缝宽度可高精度宽范围调整的狭缝装置及具有该狭缝装置的一种四刀狭缝。

背景技术

中子散射技术是在上个世纪四五十年代发展起来的，由于中子具有较强的穿透能力、一定的静止质量和不带电等特性，被人们用来研究物质中的原子位置和排列方式以及分子构型等，它的实验方法包括中子衍射、中子小角散射和中子反射等技术，作为一种研究工具，它的应用已涉足于物理、化学、化工、生物、地矿和材料科学等研究领域。

在中子散射实验中，需要通过几组水平和竖直设置的狭缝截取出具有高度准直性的中子束，通过分析散射前、后中子束的动量和能量变化来获取物质的微观结构和动力学信息。在这一过程中狭缝起到了非常重要的作用，狭缝开口范围一般要求从几十毫米到几十微米可调，狭缝刀片定位精度、狭缝开口精度以及刀片平行性要求很高。

现有技术中，宽度可调狭缝装置主要有以下几类：

1、使用一根两端旋向不同的丝杠同时带动左右刀片一起朝相反方向运动实现狭缝的宽窄调节。例如公开号为CN1967208A、申请人为北京光学仪器厂、名称为“新型狭缝装置”的中国发明专利申请，公开了一种狭缝装置，这种狭缝装置的狭缝开口范围较大，但主要缺点是：对于十几微米级别的狭缝开口很难控制，狭缝开口精度不高，且狭缝闭合的中心位置固定，不方便现场调节。

2、利用弹性铰链作为狭缝的传动机构实现狭缝宽度双向可调，例如公开号为CN101532876A、申请人为中国科学技术大学，名称为“缝宽可调节的小型精密狭缝装置”的中国发明专利申请所公开的狭缝装置，这种狭缝装置的狭缝开口精度较高，但是主要缺点是狭缝开口在毫米以下，开口范围太小，且不方便自动控制。

3、目前在国内外中子散射谱仪上使用较多的狭缝装置，主要通过使用两根独立的丝杠分别带动狭缝的两个刀片朝着相反的方向运动实现狭缝的宽窄调节。这种狭缝装置的狭缝开口范围较大，单个刀片的定位精度也很高，但是主要缺点是：两个独立的刀片运动系统，会导致两个刀片整体的定位精度降低，从而很难达到更高的狭缝开口精度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种狭缝装置，以解决现有技术狭缝装置在狭缝开口范围大时狭缝开口精度不高，在狭缝开口精度高时狭缝开口范围却又太小的问题。

本发明的另一目的，是提供一种具有本发明狭缝装置的四刀狭缝。

为达上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种狭缝装置，用于光谱仪器系统，所述狭缝装置包括：主体基板；第一滑台和第二滑台；分别设置于第一滑台和第二滑台的两相对内侧的第一狭缝刀片和第二狭缝刀片；用于驱动第一滑台相对于主体基板滑动的主驱动机构；固定连接于第一滑台，用于驱动第二滑台相对于主体基板滑动的副驱动机构。

本发明的四刀狭缝，包括水平设置和竖直设置的两狭缝装置，两狭缝装置为本发明的狭缝装置。

本发明的有益效果在于，本发明的狭缝装置，把下狭缝刀片的驱动机构与上滑台固定连接在一起，可以保证当主丝杠转动时上下狭缝刀片位置相对固定，并朝同一方向运动，之后再使用副丝杠带动下狭缝刀片靠近或远离上狭缝刀片来改变狭缝的大小，这样可以大大减小两根丝杠独立运动的误差，从而获得更高的狭缝开口精度，并可获得十几微米级别的狭缝；并且与单根丝杠带动狭缝的两个刀片开合的结构相比，这种结构的狭缝开口范围大，狭缝的中心位置可调，方便安装。本狭缝装置的宽度调节范围最小可达五十微米以下，最大可到几十毫米以上，狭缝开口精度可达4微米以下，满足实际应用的需求。

进一步的，部分实施例中，通过使用步进电机驱动丝杠转动，使用光栅尺测量刀片位置进行反馈控制，可以实现狭缝的自动控制，并获得更高精度的狭缝开口。

进一步的，部分实施例中，通过丝杠螺母、副螺母和压簧共同组成的张紧机构可以消除丝杠和丝杠螺母之间的间隙，保证狭缝开合精确。

进一步的，部分实施例中，上狭缝刀片和下狭缝刀片在垂直于主体基板的方向上错位布置，可以保证狭缝开口为零时上下狭缝刀片不碰撞。

附图说明

图1是本发明实施例的狭缝装置的主视图。

图2是本发明实施例的狭缝装置的右视图。

图3为本发明实施例的狭缝装置的仰视图。

图4和图5为本发明实施例的狭缝装置的等轴测视图。

图6为图1中的A-A剖视图。

图7为本发明实施例的四刀狭缝的主视图。