[發明專利]實現單色器與譜學顯微鏡通信的接口系統和方法

有效

• 申請號: 201210163250.8
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102681516A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉平;王勇;鄭麗芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明主要涉及兩種光學設備之間的接口，尤其涉及一種實現單色器與譜學顯微鏡通信的接口系統和方法。

背景技術

EPICS（實驗物理及工業控制系統）平臺是一個基于網絡的分布式控制系統，是世界上大型加速器等科學裝置的免費控制軟件，它源碼公開，可自由下載，運行穩定、系統結構靈活、擴展性好，而且EPICS支持的硬件類型多達上百種，并提供良好的技術支持。上海光源首批7條光束線控制系統全部采用EPICS，建立起標準化的光束線控制系統，這樣的系統在國際上也只有少數幾個同步輻射裝置上應用，在國內更是一項全新嘗試。

同步輻射廣泛應用于基礎科學研究和應用研究領域。同步輻射裝置包括光束線站部分和實驗站部分，光束線站部分主要采用單色器來獲得不同能量值的單色X射線。通過轉動單色器的兩塊晶體，改變其布拉格角度，將入射的白光變為出射時不同能量值的單色光。一定能量值的單色光對應于單色器的一個角度位置，當單色器轉動到某一角度，就稱其轉動到某一能量點，該能量點對應的能量值稱為單色器的能量值。實驗站部分主要采用譜學顯微鏡來采集在不同能量X射線下的化學元素（比如鐵元素）分布形態，即X光吸收譜。

在例如樣品的X光吸收譜實驗中，需要譜學顯微鏡與單色器進行聯動，即譜學顯微鏡采集完樣品在某一能量值的X射線下的X光吸收譜后，需要設置單色器的能量值為下一個目標能量值，以采集樣品在下一個能量值的X射線下的X光吸收譜，重復這樣的步驟，直到采集完樣品在所有目標能量值的X射線下的X光吸收譜。兩個目標能量值之間的步長很小，比如0.5eV（電子伏特），如果目標能量值的范圍在800eV到900eV之間，每隔0.5eV的步長采集一次，則完成一個實驗需要采集200次。如果僅靠手動來設置單色器的不同目標能量值，顯然耗時耗力，效率低，而且還可能產生誤差導致實驗結果不精確。

因此，需要設計一種實現譜學顯微鏡與單色器自動聯動的方案，以滿足實驗需求。單色器包括單色器控制模塊，譜學顯微鏡包括譜學顯微鏡控制模塊。因此，需要提供一種通信接口，使譜學顯微鏡控制模塊可以通過該接口向單色器控制模塊發送控制信息，單色器控制模塊又可以通過該接口向譜學顯微鏡控制模塊發送反饋信息，從而實現譜學顯微鏡與單色器的數據交互。

發明內容

為了解決上述問題，本發明一方面提供一種實現單色器與譜學顯微鏡通信的接口系統及其方法，以實現單色器與譜學顯微鏡之間的自動聯動。

為實現上述目的，本發明一方面提供以下技術方案：

一種實現單色器與譜學顯微鏡通信的接口系統，所述單色器包括單色器控制模塊，所述譜學顯微鏡包括譜學顯微鏡控制模塊，其特征在于，所述接口系統包括依次連接在所述譜學顯微鏡控制模塊與所述單色器控制模塊之間的服務器模塊和接口工具模塊，其中，

所述服務器模塊一方面接收所述譜學顯微鏡控制模塊發送的控制信息，并通過所述接口工具模塊將所述控制信息傳送至所述單色器控制模塊；另一方面通過所述接口工具模塊接收所述單色器控制模塊發送的反饋信息，并將所述反饋信息傳送至所述譜學顯微鏡控制模塊。

進一步地，所述服務器模塊包括依次連接在所述譜學顯微鏡控制模塊與所述接口工具模塊之間的EPICS硬IOC服務器和EPICS軟IOC服務器，其中，

一方面，所述EPICS硬IOC服務器通過網絡協議接收所述控制信息，并將所述控制信息記錄在其生成的Motor記錄中，再通過網絡協議將所述Motor記錄傳送至所述EPICS軟IOC服務器；所述EPICS軟IOC服務器將所述Motor記錄包含的所述控制信息記錄在其生成的PV記錄中，并通過所述接口工具模塊將所述PV記錄傳送至所述單色器控制模塊；

另一方面，所述EPICS軟IOC服務器通過所述接口工具模塊接收所述反饋信息，并將所述反饋信息記錄在所述PV記錄中，再通過網絡協議將所述PV記錄傳送至所述EPICS硬IOC服務器；所述EPICS硬IOC服務器將所述PV記錄包含的所述反饋信息記錄在所述Motor記錄中，并通過所述網絡協議將所述Motor記錄傳送至所述譜學顯微鏡控制模塊。

進一步地，所述EPICS硬IOC服務器設置在一VME機箱中。

本發明另一方面提供一種基于前述接口系統實現單色器與譜學顯微鏡通信的方法，其中，所述方法包括以下步驟：

步驟1，通過所述服務器模塊接收所述譜學顯微鏡控制模塊發送的控制信息，并通過所述接口工具模塊將所述服務器模塊接收的所述控制信息傳送至所述單色器控制模塊；