Трехкристальный рентгеновский спектрометр Советский патент 1985 года по МПК G01B9/02 G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения углов поворота двух объективов в трехкристальных рентгеновских спектрометрах.

Известен рентгеновский спектрометр, содержащий основание, платформу, установленную с возможностью вращеш1я относительно вертикальной оси симметрии, и двухлучезой интерферометр, имекяций лазер, светоделит ль, два зеркала, опорньй элемент, установленные на неподвижном основании, и два уголковых отражателя, установленных на платформе .

Недостатком спектрометра является ограниченная функциональная возможность, заключающаяся в измерении

углового поворота только одного объекта (исследуемого кристалла). Распирение возможностей - независимое измерение углов поворота двух -кристаллов приводит к необходимости использования двух интерферометров, НТО, в свою очередь, приводит к

. усложнению устройства и снижению

точности измерение их взаимного положения. .

Наиболее близким к изобретению является трехкристальный регнтгеновский спектрометр, содержащий основание, две платформы для размещения контролируемого объекта, установленные с возможностью вращения относительно своей вертикальной оси симметрии, и двухлучевой интерферометр имеищий лазер, фотоприемник с блоком обработки, установленные на неподвижном основании, два измерительных канала, каждый из которых содержит оптически связанные зеркало, уголковый отражатель установленньй на первой платформе, и концевой злемент, третий и четвертьй уголковые отражатели, установленные на второй платформе, и светоделитель 2.

Недостатками известного спектрометра является сложная конструкция, обусловленная большим количеством элементов, реализуюпщх два измерительньтх и два опорных канала интерферометра и необходимость использования световодов для подведения сигнала к вращаемым оптическим элементам .

Цель изобретения - упрощение конструкции.

65А61

Поставленная цель достигается тем, что в трехкрисгальном рентгеновском спектрометре, содержащем основание, две платформы для размещения контролируемого объекта, установленные с возможностью вращения относительно своей вертикальной оси симметрии, и двухлучевой интерферометр, имеющий лазер, фотоприемник с

10 блоком обработки, установленные на неподвижном основании, два измерительных канала, каждый из которых содержит оптически связанные зеркало, уголковый отражатель, установленный на первой платформе, и концевой элемент, третий и четвертьш уголковые отражатели, установленные ни. второй платформе, и светоделитель, третий и четвертый

0 уголковые отражатели установлены соответственно в одном и другом измерительных каналах и ориентированы зеркально-симметрично по отношению к первому и второму уголковым отража5 телям, два концевых элемента и -светоделитель установлены на основании , расположенном между двух платформ, а светоделитель вьтолнен в виде полупрозрачной пластинки, расположенQ ной в ходе излучения обоих каналов интерферометра, и ориентирован перпендикулярно входным граням уголковых отражателей.

На чертеже представлена схема.

5 спектрометра.

Трехкристальный рентгеновский спектрометр содержит неподвижное основание 1, первую платформу 2, вторую платформу 3, установленные

0 с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси симметрии, лазер 4, светоделитель 5 и два измерительных канала интерферометра, каждый изкоторых имеет зеркало 6, первьш и

5 второй уголковые отражатели 7 и 8, установленные на первой платформе, третий и четвертый уголковые отражатели 9 и 10, установленные на второй платформе, концевой элемент 11 и фо0 топриемник 12 с блоком обработки сигнала, являющийся общим для обоих каналов, третью платформу 13, кристаллы 14-15, устанавливаемые на поворотных осях спектрометра, оси

5 17-19 спектрометра, совмещенные с осями поворота первой, второй и третьей платформ 2, 3, 13 соответственно. Лазер 4, светоделитель 5, фотоприемник 12 с блоком обработки, а также зеркало 6 и концевой элемент 11 каждого измерительного канала установлены,на основании. Третий и четвертый уголковые отражатели установлены зеркально-симметрично относительно первых двух уголковых отражателей, расположенных на первой пхатформе. Светоделитель 5 является также светосоединителем обоих канало Оптическая ось излучения лазера, нор мали к зеркалам 6, концевым элементам 11 и входным граням уголковых отражателей 7-tO совмещены с плоскостью измерения, перпендикулярной осям 17-19 спектрометра. Спектрометр работает следующим образом. Три кристалла 14-16 трехкристаль ного спектрометра (ТКС) образуют ег основной рентгенооптический канал измерения для определения структурных, свойств или электронной структуры исследуемого кристалла. Процесс измерения на ТКС при определении структурных свойст монокристалла, например кристалла 15, заключается в определении интенсивности рассеянного рентгеновского излучения после последовательного отражения кристалломонохроматора 14, исследуемого кристалла 15 и кристалла-анализатора 16, в зависимости от угла поворота исследуемого кристалла по .отношению к Двум остальным .кристаллам. Угол поворота кристалла определяется угло мерным интерферометром. В зависимост от решаемой задачи повороты кристаллов 15 и 16, установленных на осях 17 и 18 спектрометра жестко связанных с платформами 2 и 3, осуществляют в различной последовательности. Мерой угла поворота кристаллов является смещение интерференциальных полос угломерного интерферометра по отноешнию к неподвижной отсче .ной системе, например входному окиу (щели) фотоприемника 12 с блоком обработки. Двухлучевой интерферометр функци нирует следующим образом. Монохроматический параллельный световой пучок от лазера 4 направля на светоделитель 5, представляющий полупрозрачную плоскопараллельную пластинку, которая делит пучок на. два - прошедший и отраженный. Разде ленные пучки имеют одинаковьй угол наклона,к входной грани светоделителя, что обеспечивает симметричное построение обоих измерительных каналов интерферометра и идентичное их функционирование. Излучение после светоделителя попадает на зеркало 6, которое направляет его на уголковый отражатель 7(8), расположенный на первой платформе 2. Отраженный от него пучок выходит параллельно падающему и пространственно разнесен с ним, он поступает на уголковый отражатель 9(10), расположенный на второй платформе 3, зеркально-симметрично первому. Пучок излучения, прошедший отражатель 9(10), направляют на концевой элемент 11, установленный нормально к направлению излучения пучка, прошедшего отражатель 9(10). Отразившись от концевого элемента, пучок идет в обратном направлении по тому же пути. Второй измерительньй канал аналогичен первому. Пучки в обоих измерительных каналах интерферометра не меняют своего направления -при наклонах уголковых отражателей 7-10, изменяя лишь длину оптического пути. На светоделителе 5, который в обратном излучения является светосоединителем, пучки обоих каналов совмещаются, интерферируют и поступают в фотоприемник 12 с блоком обработки, где происходит счет числа интерференционных полос. При повороте .одной из платформ 2, 3 с парой уголковых отражателей изменяются длины оптических путей от ла- зера до фотоприемника в каждом из двух каналов, что приводит к перемещению интерференционной картины. Угол -поворота oi платформы, например платформы 2, и связанного с ней исследуемого кристалла 15 определяется из зависимости Ц - L arcsin L . где L, .и Lg, - разность оптических путей обоих каналов; L - величина расстояния между вершинами каждой пары отражателей, установленных на первой 2 и второй 3 платформах.

ТРЕХКРИСТАЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР, содержащий основание, две платформы для размещения контролируемого объекта, установленные с возможностью вращения относительно своей вертикальной оси симметрии, и двухлучевой интерферометр, именлций лазер фотоприемник с блоком обработки, установленные на неподвижном основании, два измерительных канала, каждый из которых содержит оптически связанные зеркало, уголковый отражатель, установленный на первой платформе, и концевой элемент, третий и четвертый уголковые отражатели, установленные на второй платформе, и светоделитель, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции, третий и четвертый уголковые отражатели установлены соответственно в одном и другом измерительных каналах и ориентированы зеркально-симметрично по отношению к первому и второму уголковым отражателям, два концевых элемента и св тоделитель установлены на основании, расположенном между двух платформ, (Л а светоделитель вштолнен в виде полупрозра ной пластинки, расположенной в ходе излученияобоих каналов интерферометра, и ориентирован перпенди-;улярно входным граням уголковых отражателей. 4iik а СП 4i) О)