一种辐照加速器束斑测量系统的制作方法

本发明涉及辐照加速器检测技术领域，具体涉及一种辐照加速器束斑测量系统。

背景技术：

辐照加速器(电子加速器)输出电子束流的强度、能谱分布情况与扫描均匀度直接影响着被辐照物的辐照效果。在加速器的参数中，电子束的束斑大小对系统有很重要的影响。但是由于电子束在输出过程中，要通过一个很薄的输出窗，电子束在输出窗上产生能量沉积。为了避免输出窗因为过热而被损坏，电子束的输出一般设计为通过扫描磁铁作为扫描输出，电子束斑的轨迹不再是一个束斑而是带状线，这样就使得束斑大小不能够直接进行测量。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种辐照加速器束斑测量系统，能够实时对辐照加速器的电子束斑的大小进行测量，简单方便。

具体技术方案如下：

一种辐照加速器束斑测量系统，用于测量辐照加速器产生的电子束斑的大小，主要包括：电子束输出组件、束斑测量组件、同步驱动模块和支架；

所述束斑测量组件滑动设置在所述支架上，所述束斑测量组件包括yag晶体板、反光镜和ccd相机；

所述yag晶体板正对所述电子束输出组件设置，所述反光镜设置在所述yag晶体板背离所述电子束输出组件的一侧且正对所述电子束输出组件，所述ccd相机设置在所述反光镜的反射光路上；

所述同步驱动模块分别与所述束斑测量组件和所述电子束输出组件驱动连接，以实现所述束斑测量组件与电子束做同步运动。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述同步驱动模块包括驱动件、电子束输出控制单元和信号同步模块，所述驱动件与所述束斑测量组件驱动连接，所述电子束输出控制单元与所述电子束输出组件电性连接，所述信号同步模块分别与所述驱动件和所述电子束输出控制单元电性连接，所述束斑测量组件的运动方向与所述电子束输出组件的电子束的扫描方向相同。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述信号同步模块产生两路同步的信号，分别为第一路信号和第二路信号，所述第一路信号传递给所述电子束输出控制单元，以驱动所述电子束输出组件；所述第二路信号传递给所述驱动件以驱动所述束斑测量组件运动，所述第一路信号和所述第二路信号均与电子束扫描周期同步。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述电子束输出组件包括扫描窗，所述扫描窗内部设置有中空腔，所述中空腔设置有入口端和输出端，所述输出端正对所述yag晶体板，所述入口端背离所述yag晶体板设置。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述中空腔为从所述入口端到所述输出端长度逐渐变大，宽度不变的三角空腔，所述扫描窗外部设置为从所述入口端到所述输出端长度逐渐变大，宽度不变的三角结构，所述三角空腔的长度方向沿束斑测量组件的滑动方向设置。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述电子束输出组件还包括扫描磁铁，所述扫描磁铁设置在所述扫描窗的所述入口端的外部，所述同步驱动模块与所述扫描磁铁驱动连接。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述电子束输出控制单元与所述扫描磁铁电性连接。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述输出端设置有钛膜。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述扫描磁铁设置在一安装架上，并通过所述安装架安装在外部辐照加速器上。

上述的一种辐照加速器束斑测量系统中，还具有这样的特征，所述束斑测量组件还包括固定架，所述固定架一端设置为yag晶体板，所述固定架内部设置为所述反光镜和所述ccd相机，所述固定架另一端与所述支架滑动连接，所述固定架沿所述束斑测量组件滑动方向的端部与所述同步驱动模块驱动连接。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种辐照加速器束斑测量系统，通过同步驱动模块分别与束斑测量组件和电子束输出组件驱动连接，以实现束斑测量组件与电子束做同步运动，进而实现实时对加速器的电子束斑大小进行测量的目的，简单方便。

附图说明

图1是本发明提供的辐照加速器束斑测量系统的结构示意图；

图2是图1中的辐照加速器束斑测量系统的局部结构示意图。

附图中：1、电子束输出组件；11、扫描磁铁；12、扫描窗；121、入口端；122、输出端；123、加强筋；13、安装架；2、束斑测量组件；21、yag晶体板；22、反光镜；23、ccd相机；24、固定架；241、竖杆；242、横杆；243、滑动杆；244、连接杆；3、同步驱动模块；31、驱动件；32、电子束输出控制单元；33、信号同步模块；4、支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1和图2，图1是本发明提供的辐照加速器束斑测量系统的结构示意图，图2是图1中的辐照加速器束斑测量系统的局部结构示意图。本发明公开了一种辐照加速器束斑测量系统，用于测量辐照加速器产生的电子束斑的大小，该系统包括：电子束输出组件1、束斑测量组件2、同步驱动模块3和支架4。

束斑测量组件2滑动设置在支架4上。

具体地，在本实施例中，束斑测量组件2包括yag晶体板21、反光镜22和ccd相机23。

yag晶体板21正对电子束输出组件1设置，反光镜22设置在yag晶体板21背离电子束输出组件1的一侧且正对电子束输出组件1，ccd相机23设置在反光镜22的反射光路上。

其中yag晶体板21具体可以为氧化钇铝晶体(英文全称：yttriumaluminumgarnet,简称：yag，中文也可以为铝钇石榴石)

具体地，yag晶体板21的形状为长方形板，yag晶体板21的长度方向沿垂直于束斑测量组件2滑动的方向设置。

电子束输出组件1输出电子束，电子束射向束斑测量组件2的yag晶体板21，yag晶体板21将电子束转化成光束，然后射向反光镜22，反光镜22将光束反射至ccd相机23，以测量电子束束斑的大小。本发明中使用反光镜22将光束进行转变方向，例如由竖直方向转化为横向，射向ccd相机23，可以避免ccd相机23直接对准yag晶体板21所带来的伤害。

可选地，ccd相机23可以采用ni(英文：nationalinstruments，中文：美国国家仪器有限公司，简称ni)公司的高像素专业相机，以保证测量的精度。

进一步地，束斑测量组件2还包括固定架24，固定架24一端设置为yag晶体板21，固定架24内部设置为反光镜22和ccd相机23，固定架24另一端与支架4滑动连接，固定架24沿束斑测量组件2滑动方向的端部与同步驱动模块3驱动连接。

具体地，固定架24包括两个平行的竖杆241，在每个竖杆241的顶端各设置有一个伸向竖杆241同一侧的横杆242，两个相互平行且等高，横杆242上方固定设置yag晶体板21，在竖杆241底部设置有与横杆242方向相同的滑动杆243，滑动杆243底侧与支架4滑动连接，滑动杆242的内侧通过一连接杆244相连接，反光镜22和ccd相机23设置在连接杆244上背离支架4的一侧。

具体地，在本实施例中，电子束输出组件1包括扫描磁铁11和扫描窗12。

扫描窗12内部设置有中空腔(图未示)，中空腔设置有入口端121和输出端122，输出端122正对yag晶体板21，入口端121背离yag晶体板21设置，电子束从入口端121进入中空腔，然后从输出端122射出并射向yag晶体板21。

可选地，中空腔为从入口端121到输出端122长度逐渐变大，宽度不变的三角空腔。扫描窗12外部设置为从入口端121到输出端122长度逐渐变大，宽度不变的三角结构。电子束在三角空腔中沿长度方向移动扫描。

三角空腔的长度方向沿束斑测量组件2的滑动方向设置，即与yag晶体板21的长度方向相垂直，两者的平面相重叠得到一个重叠平面，当电子束从三角空腔中射向yag晶体板21时，得到的光斑在重叠平面内。

具体地，输出端122设置有钛膜(图未示)。钛膜一方面使电子束可以穿过，一方面将扫描窗12内部的中空腔进行封闭形成真空环境。

进一步地，扫描窗12外部设置还设置有加强筋123，以起到加强作用。

扫描磁铁11设置在扫描窗12的入口端121的外部。

具体地，扫描磁铁11设置在一安装架13上，并通过安装架13安装在外部辐照加速器(图未示)上。

更具体地，安装架13为u型结构，夹设在扫描窗12的宽度方向上，扫描磁铁11设置在u型结构的两个内侧壁上，且靠近扫描窗12的两个相对外侧壁。

同步驱动模块3分别与束斑测量组件2和电子束输出组件1驱动连接，以实现束斑测量组件2与电子束做同步运动。

具体地，同步驱动模块3与扫描磁铁11驱动连接。

具体地，同步驱动模块3包括驱动件31、电子束输出控制单元32和信号同步模块33。

驱动件31与束斑测量组件2驱动连接。

电子束输出控制单元32与电子束输出组件1电性连接。

其中，驱动件31与束斑测量组件2的固定架24驱动连接。可选地，驱动件31可以为驱动电机或者液压缸等可以输出直线运动的元件。驱动件31带动束斑测量组件2在支架4上面直线滑动。

电子束输出控制单元32与电子束输出组件1的扫描磁铁11电性连接。

其中，信号同步模块33产生两路同步的信号，分别为第一路信号和第二路信号，第一路信号传递给电子束输出控制单元32，以驱动电子束输出组件1；第二路信号传递给驱动件31以驱动束斑测量组件2运动，第一路信号和第二路信号均与电子束扫描周期同步。

信号同步模块33分别与驱动件31和电子束输出控制单元32电性连接，驱动件31接受信号同步模块33的信号驱动束斑测量组件2开始运动，电子束输出控制单元32接受信号同步模块33的信号驱动电子束输出组件1开始工作，实现电子束的扫描输出。

信号同步模块33发出的信号是同步地，可以实现束斑测量组件2和电子束输出组件1输出的电子束的扫描移动同时进行。在本实施例中，束斑测量组件2的运动方向与电子束输出组件1的电子束的扫描方向相同。这样使得束斑测量组件2与电子束同时且同向做同步运动，不管电子束运动到输出端122内部的任何位置，均与yag晶体板21相对准，以转换成光束最终形成可以测量的光斑。

本发明实施例中的辐照加速器束斑测量系统，通过同步驱动模块3分别与束斑测量组件2和电子束输出组件1驱动连接，以实现束斑测量组件2与电子束做同步运动，进而实现实时对加速器的电子束斑大小进行测量的目的，简单方便。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。