[發明專利]一種真空壓彎式彎晶

在審

• 申請號: 202010825515.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112201383A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 翁祖謙;劉星;劉鵬
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: G21K1/06
• 分類號: G21K1/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種真空壓彎式彎晶，其特征在于：包括殼體，所述殼體上設有X射線入射口，從X射線入射口到殼體內部沿X射線入射方向依次設置X射線透射膜、單晶晶片和曲面基底，所述X射線透射膜、殼體的側壁和底面形成密封腔體，所述密封腔體上設有用于抽真空的排氣口，進行晶體壓彎時，密封腔體內產生負壓，大氣壓將X射線透射膜柔性地貼合在單晶晶片和曲面基底上。本發明采用真空壓彎的方式，各種單晶晶片均可進行壓彎，極大地擴展了彎晶的材料選擇；利用大氣壓對單晶晶片和曲面基底柔性地施加應力，受力均勻，結構穩定；可以直接將單晶晶片和曲面基底貼合，復制曲面基底的面形，保持較高的面形精度；同一塊單晶晶片可以搭配不同面形的曲面基底，降低制造成本。

技術領域

本發明涉及一種真空壓彎式彎晶，屬于X射線光學元件領域。

背景技術

X射線彎晶內部原子在空間上有序排列，晶格間距為納米量級與X射線波長相近，可以實現對X射線的衍射,具有很高的能量分辨率。高能量分辨彎晶廣泛應用于X射線波長分散檢測系統，如波長分散X射線熒光光譜、X射線發射光譜和X射線吸收光譜。

目前彎晶主要有機械動態壓彎和沾粘兩種方式。機械動態壓彎法對使用機械結構對晶體進行動態彎曲，可以動態調節彎晶的曲率半徑。該方法壓彎結構受力點不均勻，導致彎晶的面形及曲率半徑精度不高。另一種是沾粘法。沾粘法通過將曲面基底和單晶晶片沾粘固定連接，使得單晶晶片可以保持曲面基底的面形。該方法目前主要分為兩類，一類是在單晶晶片和曲面基底之間使用膠水進行沾粘固定。由于膠水厚度存在一定的不均勻性，這種方法面形復制能力變差。此外，沾粘法單晶晶片與曲面基底一對一貼合。對于需要改變彎晶面形的情形，需要和曲面基底數量相同的單晶晶片進行沾粘，成本較高。另一類是采用陽極鍵合的方法。單晶晶片和曲面基底之間直接通過陽極鍵合工藝產生穩定的化學鍵，鍵合力較強，同時面形復制能力較好。但這種工藝只適用于硅、鍺、石英等少數半導體材料，彎晶的材料選擇范圍受限。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：現有彎晶方式晶片材料選擇范圍受限、彎晶受力點不均勻及晶片與曲面基底不貼合的問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是提供了一種真空壓彎式彎晶，其特征在于：包括殼體，所述殼體上設有X射線入射口，從X射線入射口到殼體內部沿X射線入射方向依次設置X射線透射膜、單晶晶片和曲面基底，所述X射線透射膜、殼體的側壁和底面形成密封腔體，所述密封腔體上設有用于抽真空的排氣口，進行晶體壓彎時，密封腔體內產生負壓，大氣壓將X射線透射膜柔性地貼合在單晶晶片和曲面基底上。

優選地，所述殼體包括頂座、腔室和底座，頂座通過腔室和底座連接，所述X射線入射口設在頂座上，曲面基底設在底座上，X射線透射膜設在頂座和腔室之間，X射線透射膜、腔室和底座形成密封腔體。

優選地，所述底座上設有凹槽，所述曲面基底通過凹槽固定在底座上。

優選地，所述頂座與腔室之間、腔室與底座之間通過密封圈密封。

優選地，所述X射線透射膜為聚酰亞胺薄膜材料或聚氨酯材料。

優選地，所述曲面基底的曲面為球面、柱面、雙曲面或拋物面；所述曲面基底的形狀為長方形、正方形或圓形。

優選地，所述單晶晶片的材料為硅、鍺、石英、藍寶石或高定向熱解石墨。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、單晶晶片材料選擇不受限：采用真空壓彎的方式，物理壓彎的方式不受限于特殊工藝，各種單晶晶片均可進行壓彎，極大地擴展了彎晶的材料選擇。

2、受力均勻：采用了真空抽氣靜態壓彎結構，利用大氣壓對單晶晶片和曲面基底柔性地施加應力，受力均勻，結構穩定，同時避免了振動對機械結構穩定性的影響。

3、彎晶面形可變：同一塊單晶晶片可以搭配不同面形的曲面基底，降低制造成本。