[發明專利]一種同步輻射硬X射線微聚焦實驗方法

有效

• 申請號: 201811348863.2
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109490336B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 閆帥;李志軍;葉祥熙;蔣力
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G01N23/083
• 分類號: G01N23/083;G01N23/20008;G01N23/223
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;楊希

本發明涉及一種同步輻射硬X射線微聚焦實驗方法，其包括提供一同步輻射硬X射線微聚焦實驗平臺，該平臺包括依次排列的一聚焦元件，其接收入射的非聚焦硬X射線，并射出聚焦硬X射線；一前電離室組件，其對所述聚焦硬X射線進行限束，并測量該聚焦硬X射線的光通量；一多維樣品控制臺，其用于調節放置在其上的樣品的姿態；所述探測器組件用于滿足不同實驗的探測需要。本發明通過將聚焦元件與專門搭建的前電離室組件、多維樣品控制臺和探測器組件組合在一起，并通過多維樣品控制臺調整樣品姿態，通過探測器組件滿足不同實驗的探測需要，從而同時滿足了原位對樣品進行熒光mapping實驗、微束衍射實驗和微束吸收譜實驗的要求。

技術領域

本發明涉及一種光學實驗輔助裝置，尤其涉及一種同步輻射硬X射線微聚焦實驗方法。

背景技術

同步輻射硬X射線微聚焦技術可以將硬X射線聚焦到微米乃至亞微米的空間尺度上，進而進行一系列具有空間分辨率的研究，硬X射線微聚焦實驗包括例如熒光mapping實驗、微束衍射實驗和微束吸收譜實驗等。微束硬X射線具有較高的空間分辨能力，可以研究樣品不同空間位置上的性質差別。

現有的微聚焦實驗平臺是針對上述各類實驗手段分別優化的，因此每種實驗平臺僅能使用一種實驗方法來表征樣品的性質，即，一種實驗平臺僅能對同一樣品進行一種實驗，而若需要對于同一樣品進行多種實驗，則需要多種不同的實驗平臺實現，例如，在A平臺上進行熒光mapping實驗，在B平臺上進行衍射實驗，在C平臺上進行微束吸收譜實驗，而熒光mapping實驗要求樣品與入射X光成45度角，衍射實驗則需要樣品盡可能垂直于入射X光；衍射實驗方法要求樣品后放置面型探測器，吸收譜實驗則要求樣品后放置電離室；熒光mapping實驗要求聚焦X光位置穩定，吸收譜實驗則需要變換能量，以造成光斑位置變化等等。因此，如果硬要在同一個平臺上進行多種不同的實驗，則無法保證每次實驗光照的樣品點相同。

考慮到現在的科學研究中，往往需要使用多種研究方法，綜合來對同一樣品的性質進行表征。這時，現有的實驗平臺就會出現一些問題，如有些實驗方法不能同時使用，或者使用時無法保證聚焦硬X光打在樣品的同一位置上，因此無法滿足科學研究的要求。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種同步輻射硬X射線微聚焦實驗方法，以在滿足硬X微聚焦實驗條件下，同時滿足原位對樣品進行熒光mapping實驗、微束衍射實驗和微束吸收譜實驗的要求。

本發明所述的一種同步輻射硬X射線微聚焦實驗方法，其包括以下步驟：

步驟S0，提供一同步輻射硬X射線微聚焦實驗平臺，其包括依次排列的：

一聚焦元件；

一前電離室組件，其通過一限束孔對所述聚焦硬X射線進行限束，并測量該聚焦硬X射線的光通量；

一多維樣品控制臺，其包括：由下至上依次安裝在一起的一第二Y方向電機、一第二X方向電機、一第二Z方向電機、一第一旋轉電機、一第三Y方向電機、一第三X方向電機、一第三Z方向電機、一第一俯仰角電機、一第二旋轉電機，以及一樣品架；以及

一探測器組件，其包括：一主控移動電機、由下至上依次安裝在所述主控移動電機上的一手動Z方向控制器和一衍射面型探測器、由下至上依次安裝在所述主控移動電機上的一后電離室支架、一后電離室、一第二俯仰角電機、一轉接板、一平移電機和一熒光探測器，以及由下至上依次安裝在所述主控移動電機上的一第四Z方向電機、一第四Y方向電機和一顯微鏡；

步驟S1，將入射的非聚焦硬X射線引入所述聚焦元件，并調節所述聚焦元件，以使其射出聚焦硬X射線；

步驟S2，根據所述非聚焦硬X射線的橫截面尺寸、焦距尺寸以及所述限束孔的孔徑尺寸，計算獲得該限束孔距離所述聚焦硬X射線的聚焦點的距離L，并根據該距離L調節所述限束孔與所述聚焦元件的相對位置；