[实用新型]一种光阑装置

说明书

本实用新型提供一种光阑装置，包括光阑主体，光阑主体包括吸收体和套设于吸收体的外壁的固定套筒，吸收体的中央位置处沿光束的行进方向依次开设有渐缩孔和与渐缩孔连通的直通孔。本实用新型的光阑装置的吸收体采用锥形孔加直通孔的设计，锥形孔有效地在各个方向增大受光面积，最大限度降低功率密度，增大吸收体的使用寿命，同时直通孔的设计也避免了在端面形成应力集中，进而避免光阑吸收体发生破坏，从而在光束轨道漂移时阻挡飘出主轨道的光，有效保护后续真空设备免受光束的直接照射以及吸收与气体分子碰撞产生的中子；此外，该光阑装置采用套设在一起的吸收体和固定套筒作为光阑主体，结构紧凑，占用空间小，满足了前端区的设计和使用要求。

技术领域

本实用新型涉及同步辐射光源领域，具体涉及一种光阑装置。

背景技术

自由电子激光是电子经过波荡器产生的周期性磁场时，在弯转轨道上运动产生的相干辐射，它具有高亮度、高时间和空间分辨率、波长可调谐以及完全相干性等各种优点，可应用于分子原子、材料科学、生命科学、信息科学、非线性科学等各领域科学前沿的基础研究和高新尖端技术的开发研究。其主要向短波长、高功率、全相干等方向发展。

X射线自由电子激光(FEL)装置作为第四代光源，是一种具有可工作于整个X射线波段区的高亮度、短脉冲、可调谐的新型相干X射线光源。自由电子激光(FEL)是20世纪70年代中期发展起来的。1976年，美国的梅迪(J.M.J.Madey)博士等人首次在实验上证实了FEL的原理，引起科技界很大的兴趣。经过30多年持续不断的努力，2009年，美国LCLS首次成功地实现了波长为0.15nm硬X射线SASE(自放大自发辐射)FEL的饱和出光，标志着FEL进入硬X射线时代。这极大地拓展和提升了同步辐射实验平台的研究能力和手段，尤其是FEL的短脉冲(几百飞秒至几飞秒)、全相干(横向与纵向)、高峰值亮度(比三代同步辐射光源相比，可提高10个量级)等优越特性，其高水平的综合应用可使生命和材料科学等多个领域的研究工作实现突破，取得原始性创新成果。

由于作为第四代光源的X射线FEL的大部分用户和实验技术与方法都将从第三代光源的用户群和实验站群发展而来，以实现“集成布局”，使用户同时利用第三代和第四代光源装置开展研究工作成为可能，为用户的紧密关联、渗透和发展创造了最有利的条件，并为用户获取重大科学成果增加了机会，因此，在第三代同步辐射光源的科学园区内，建设X射线FEL装置，与第三代同步辐射光源构成“集成布局”，形成光子科学研究中心，是目前国际上X射线FEL发展的重要动向。

上海软X射线自由电子激光试验装置是一种X射线自由电子激光 (FEL)，其位于上海光源园区内部，与第三代光源资源共享，是获国家发改委批复的一个重要项目。该试验装置可实现在软X射线波段9nm出光实验，从而为生命科学、材料科学、信息科学、环境科学和非线性科学等科学前沿的基础研究和高新尖端技术的开发研究带来全新的视野和不可估量的革命性的前景，为极高空间分辨和时间分辨的动力学研究提供强有力的手段，并对未来科学技术的发展带来深刻的影响。

前端区是自由电子激光装置的一个重要组成部分，既自成体系，又与多个系统相关联，它上接直线加速器，下连光束线，是加速器和光束线之间的一个连接纽带，其主要功能是限制光束的尺寸、探测光束位置、实现下游设备安全保护、真空保护及人身保护，最终将同步辐射光传送到下游光束线。安全、可靠、稳定运行是前端区设计的最基本的设计要求。对于现有的同步辐射光源，一般一个储存环有很多个光束引出口，以对应多个前端区；但对于自由电子激光，只能是一个引出口对应一个前端区。

其中，光阑是前端区的一个关键部件，它的控制运作决定了光束是否可以通过前端区顺利到达下游光束线和实验站，同时它负责保护下游真空设备的责任。前端区属于超高真空区域，由于自由电子激光瞬时功率较高，一般的材料直接受其照射会瞬间被击穿，造成损坏，进而造成真空泄漏，同时自由电子激光具有辐射性，如果光束直接打到真空腔体上，不但会造成真空泄漏整个光束踢束，也会有人身安全隐患，所以光阑吸收体及光阑装置的结构设计对整个前端区是至关重要的环节。