一种用于微聚焦X射线散射的样品台

本发明涉及微聚焦x射线，更具体地涉及一种用于微聚焦x射线散射实验的样品台。

背景技术：

1、x射线小角散射(saxs)是一种探测样品内部纳米尺度结构信息的常用表征手段，但常规saxs测量通常只能用于研究均匀样品，对于非均匀多组分样品，在实验前则往往需要对样品进行破坏性切片处理。基于微聚焦x射线光束的saxs-ct技术可实现大尺寸非均匀样品内部纳米结构的三维无损表征，但对于不满足旋转对称性的各向异性散射，常规的saxs-ct实验方法只能重建得到沿旋转轴方向的散射信息分辨，无法获得完全的散射信息。因此，需要增加额外的旋转轴来获取各向异性样品的三维取向分布。

2、在涉及微聚焦x射线的散射实验中，样品位置姿态的准确调节首先需要精确对准微聚焦x射线光束的焦点；其次，多个旋转轴上的样品位置扫描，也需要确保样品处于转轴的旋转中心；最后，还需确定样品的准确位置以及样品的精确位移，而目前尚未有合适的相关实验装置。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的微聚焦x射线光束和样品在多轴运动下无法精确对准和无法实时观测的问题，本发明提供一种用于微聚焦x射线散射实验的样品台。

2、本发明提供的一种用于微聚焦x射线散射实验的样品台，包括聚焦光学元件、用于陈放样品和闪烁体荧光屏的样品架、八维电动台、探测器和光学观测模块，所述样品架固定在所述八维电动台上以对所述样品架进行移动，所述探测器上设有光挡收集器，以使所述探测器采集所述样品后的散射信号，而所述光挡收集器采集通过所述样品的透射光以保护所述探测器，所述光学观测模块设于所述聚焦光学元件和所述样品架之间。

3、进一步地，本发明还包括控制器以及与所述控制器连接的计算机，所述控制器与所述八维电动台、所述光学观测模块连接，所述计算机与探测器、所述光学观测模块连接。

4、进一步地，所述八维电动台包括第一左右移动台、第一前后移动台、第一垂直移动台、第一角度调节转动台、第二角度调节转动台、直角转接板和三维校轴调节台，所述第一左右移动台与所述第一前后移动台彼此连接，所述第一垂直移动台与所述第一左右移动台、所述第一前后移动台中的至少一个连接，所述第一角度调节转动台与所述第一垂直移动台连接，所述直角转接板与所述第一角度调节转动台垂直连接，所述第二角度调节转动台设于所述直角转接板上，且所述三维校轴调节台固定于所述第二角度调节转动台。

5、所述第一前后移动台的中心轴与入射x射线光束的方向平行，所述第一角度调节转动台的旋转轴与入射x射线光束的方向垂直，所述第二角度调节转动台的旋转轴与所述第一角度调节转动台的旋转轴垂直。

6、进一步地，所述三维校轴调节台包括依次连接的第二左右移动台、第二前后移动台和第二垂直移动台，所述第二左右移动台和所述第二前后移动台用于实现所述样品的中心位于所述第二角度调节转动台的旋转中心，所述第二垂直移动台用于实现所述样品的中心位于所述第一角度调节转动台的旋转中心。

7、进一步地，所述光学观测模块包括光学镜头组、三维电动台、光学镜架和相机，所述光学镜头组固定于三维电动台上，所述光学镜架装设于所述光学镜头组前端，所述光学镜架内设有用于可见光成像的45°反射镜，所述反射镜的中间具有供x射线光束穿过的通孔，所述相机装设于所述光学镜头组后端，以使所述光学镜头组将所述反射镜反射的可见光成像到所述相机上。

8、进一步地，所述三维电动台与所述控制器连接，所述相机与所述计算机连接。

9、进一步地，所述三维电动台包括依次连接的第三左右移动台、第三前后移动台和第三垂直移动台。

10、本发明的用于微聚焦x射线散射实验的样品台，具有下列有益效果

11、1)本发明能够观测聚焦x射线光束位置和形貌，能快速将样品准确位移至x射线光束焦点处；

12、2)本发明能够确保样品处于转台的旋转中心，能完成样品的位置扫描和ct实验，并能观测和调节样品位置和姿态。

技术特征：

1.一种用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，包括聚焦光学元件、用于陈放样品和闪烁体荧光屏的样品架、八维电动台、探测器和光学观测模块，所述样品架固定在所述八维电动台上以对所述样品架进行移动，所述探测器上设有光挡收集器，以使所述探测器采集所述样品后的散射信号，而所述光挡收集器采集通过所述样品的透射光以保护所述探测器，所述光学观测模块设于所述聚焦光学元件和所述样品架之间。

2.根据权利要求1所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，还包括控制器以及与所述控制器连接的计算机，所述控制器与所述八维电动台、所述光学观测模块连接，所述计算机与探测器、所述光学观测模块连接。

3.根据权利要求1所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述八维电动台包括第一左右移动台、第一前后移动台、第一垂直移动台、第一角度调节转动台、第二角度调节转动台、直角转接板和三维校轴调节台，所述第一左右移动台与所述第一前后移动台彼此连接，所述第一垂直移动台与所述第一左右移动台、所述第一前后移动台中的至少一个连接，所述第一角度调节转动台与所述第一垂直移动台连接，所述直角转接板与所述第一角度调节转动台垂直连接，所述第二角度调节转动台设于所述直角转接板上，且所述三维校轴调节台固定于所述第二角度调节转动台。

4.根据权利要求3所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述第一前后移动台的中心轴与入射x射线光束的方向平行，所述第一角度调节转动台的旋转轴与入射x射线光束的方向垂直，所述第二角度调节转动台的旋转轴与所述第一角度调节转动台的旋转轴垂直。

5.根据权利要求3所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述三维校轴调节台包括依次连接的第二左右移动台、第二前后移动台和第二垂直移动台，所述第二左右移动台和所述第二前后移动台用于实现所述样品的中心位于所述第二角度调节转动台的旋转中心，所述第二垂直移动台用于实现所述样品的中心位于所述第一角度调节转动台的旋转中心。

6.根据权利要求1所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述光学观测模块包括光学镜头组、三维电动台、光学镜架和相机，所述光学镜头组固定于三维电动台上，所述光学镜架装设于所述光学镜头组前端，所述光学镜架内设有用于可见光成像的45°反射镜，所述反射镜的中间具有供x射线光束穿过的通孔，所述相机装设于所述光学镜头组后端，以使所述光学镜头组将所述反射镜反射的可见光成像到所述相机上。

7.根据权利要求6所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述三维电动台与所述控制器连接，所述相机与所述计算机连接。

8.根据权利要求6所述用于微聚焦x射线散射实验的样品台，其特征在于，所述三维电动台包括依次连接的第三左右移动台、第三前后移动台和第三垂直移动台。

技术总结
本发明涉及一种用于微聚焦X射线散射实验的样品台，包括聚焦光学元件、用于陈放样品和闪烁体荧光屏的样品架、八维电动台、探测器和光学观测模块，所述样品架固定在所述八维电动台上以对所述样品架进行移动，所述探测器上设有光挡收集器，以使所述探测器采集所述样品后的散射信号，而所述光挡收集器采集通过所述样品的透射光以保护所述探测器，所述光学观测模块设于所述聚焦光学元件和所述样品架之间。本发明能够实现样品相对于多个转台中心的校轴操作，并实现样品位置扫描等实验操作。并且，本发明实现了微聚焦X射线光束和样品在多轴运动下的精确对准和实时观测，能够完成不同倾角下的微聚焦SAXS‑CT实验，获取各向异性样品三维取向分布。

技术研发人员：滑文强,周平,田丰,缪夏然,李秀宏
受保护的技术使用者：中国科学院上海高等研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15