[发明专利]一种多通道晶体单色器及其制备方法、工作方法

说明书

本发明公开了一种多通道晶体单色器及其制备方法、工作方法。本发明的多通道晶体单色器，其特征在于，包括一具有本证对称性的晶体，选取该晶体一N次对称的晶向为轴，该晶体中以该轴对称的侧棱面分别切割出一工作面，形成以该轴为对称轴的一对工作面，且当X射线满足设定角度入射每一对工作面均能产生衍射；其中，N为偶数。其工作方法为：当X射线入射所述多通道晶体单色器时，控制所述多通道单色器绕所述轴旋转，当每对工作面与X射线的光路满足固定的角度差时产生光束出射。本发明既补偿了追求高速扫描带来的光源利用效率的损失，提高了采谱的效率，也同时降低了落在晶体上热负荷功率。

技术领域

本发明涉及一种单色器及其制备方法、工作方法，尤其涉及一种多通道晶体单色器及其制备方法、工作方法。

背景技术

量子力学的体系被确立之后，从原子/分子层面理解物质结构成为现代化学/物质科学研究的基本立足点。20世纪初期发现的晶体X射线衍射现象，经过前人的不断努力和发展，在20世纪后半期已经成为物质结构研究的标准手段，被广泛地用于各项研究领域。X射线、电子束衍射的技术为理解物质/材料的结构作出了巨大的贡献。作为物质结构分析的手法，X线吸收精细结构谱学(X ray absorption fine structure,XAFS)技术虽然比X射线衍射法晚登场了几十年，但在今天，它与衍射、电镜等研究手法并列，成为物质结构分析的常规手段。尤其是在解决非晶质/低浓度样品等衍射法不能适用的时候发挥着重要的作用。

从实验方法学的分类上看，X A F S实验有色散法(Dispersive XAFS)和快速扫描法(QXAFS)两种。目前QXAFS主要方法是使用单隧道切割晶体快速扫描(如图1)，这些单色器的扫描动作不是全周旋转，只是在某一个能量对应的角度附近做3°左右的往复振动扫描，例如在(-1.5°～0°～1.5°～0°～-1.5°)往复转动，由于需要不停的启动、停止，所以速度无法提高。

由于QXAFS要高通量的X线，单色器必然要面临高热负荷的问题，因此这些单色器中的晶体都需要用液氮冷却。这种设计有两个比较致命的弱点：

1)从运动学的物理上论，振动不是稳定的运动模式，不适合用于较大型物体的高速精密运动。常规服役的最高的扫谱速度不过250Hz(4ms/谱)，速度难以再提高。

2)高热负荷集中在晶体的一个很小的区域上，使得在冷却方法上不得不采取高成本的液氮冷却。

因此目前的快速扫描(QEXAFS)方法的束流利用率和采谱效率都很低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种多通道晶体单色器及其制备方法、工作方法。

本发明的主要技术内容包括：

1、将单色器运动模式由往复振动改为连续转动；

2、利用晶体的本征对称性实现多通道衍射。

本发明的技术方案为：

一种多通道晶体单色器，其特征在于，包括一具有本征对称性的晶体，选取该晶体一N次对称的晶向为轴，该晶体中以该轴对称的侧棱面分别切割出一工作面，形成以该轴为对称轴的一对工作面，且当X射线满足设定角度入射每一对工作面均能产生衍射；其中，N为偶数。

进一步的，所述单色器的材料为硅单晶，所述工作面为硅的(220)晶面，所述轴为硅的<-111>或<001>晶向。

进一步的，所述N取值为4或6。

一种多通道晶体单色器制备方法，其步骤为：

1)选取一具有本征对称性的硅单晶，选取该晶体一N次对称的晶向为轴；