[發明專利]一種可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統

有效

• 申請號: 202010972924.3
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112083020B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 李鑫;馮雪飛;梁立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N23/083
• 分類號: G01N23/083
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王歡

本發明公開了一種用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統，包括由光源入射至出射方向通過真空管道依次連接的二級差抽組件、光闌組件、金網光孔組件、一級差抽組件和實驗站；金網光孔組件包括反射鏡及光孔板體，反射鏡設有中部設有通孔的斜切面，斜切面與實驗站上觀測口的視窗正對；光孔板體中部設有光孔，光孔的直徑為2mm?6mm。在本申請提供的可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統中，光孔的直徑為2mm?6mm，減小光孔直徑，減小流導，且采用反射鏡通孔和光孔組成雙光孔結構，延長氣、液樣品進入光束線管道的時間，為閥門提供足夠時間進行響應從而及時關閉，進而減少對前端光學器件造成損傷。

技術領域

本發明涉及原位實驗技術領域，特別涉及一種可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統。

背景技術

在科學研究領域，原位實驗技術是指在模擬的真實環境或是器件工作狀態下對物質發生的物理、化學等變化進行實時觀測的一種技術。相比于傳統的非原位實驗技術，原位實驗過程中不改變反應物質所存在的狀態，同時可以跟蹤觀察不同時間節點物質的連續變化。應用這種方法，科學家對如催化反應、晶體生長、生物演變等的中間過程進行研究，從而了解各種自然現象發生的深層次機理。

在原位實驗技術所采取的各種探測方法中，軟X射線吸收譜學以能量連續可調的X射線作為激發光源，對實驗對象的電子結構進行表征，具有元素分辨，可掃描未占據態等特點，在能源、環境、材料等研究領域發揮著重要作用。但是目前的軟X射線吸收譜學實驗系統往往需要考慮固態樣品探測的兼容性問題，設計時并不能完全符合原位實驗的需要，例如：傳統軟X射線吸收譜學實驗站和超高真空光束線連接，當采用原位反應裝置置于真空系統中時，如裝置前端窗口破裂，腔體氣壓突然升高，會對整個光束線特別是光學器件造成損傷，嚴重時還會對電子儲存環造成污染。

因此，如何減少對光學器件的損傷，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統，該可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統能夠減少對光學器件的損傷。

為實現上述目的，本發明提供一種可用于原位軟X射線吸收譜學實驗的真空系統，包括由光源入射至出射方向通過真空管道依次連接的二級差抽組件、光闌組件、金網光孔組件、一級差抽組件和實驗站；

所述金網光孔組件包括：

反射鏡，所述反射鏡設有中部設有通孔的斜切面，所述斜切面與實驗站上觀測口的視窗正對；

及光孔板體，所述光孔板體中部設有光孔，所述光孔的直徑為2mm-6mm。

優選地，所述實驗站包括：

用于安裝原位實驗裝置的XY移動平臺，所述XY移動平臺的安裝口能夠沿垂直于地面和平行于地面方向調節，所述XY移動平臺的安裝口正對X射線光源；

用于安裝探測器以及其原位實驗裝置相關的設備的真空腔體組件，所述真空腔體組件包括：

與所述XY移動平臺連接的真空腔體外殼；

安裝于所述真空腔體外殼上的快閥傳感器，所述快閥傳感器探測所述真空腔體外殼腔體內真空度；

所述二級差抽組件包括用于關閉和連通所述二級差抽組件前端光學器件所在真空腔體和所述二級差抽組件之間真空管道的真空快閥，所述真空快閥與所述快閥傳感器連接，所述實驗站運行時，真空快閥處于打開狀態，使X射線可以入射到實驗站；當所述快閥傳感器探測到真空腔體內氣壓高于設定值或是人為關閉時，所述真空快閥在40ms之內關閉。

優選地，所述實驗站還包括安裝在所述真空腔體外殼上的第一真空規管，所述第一真空規管用于讀取真空腔體外殼腔體中的真空度；

所述一級差抽組件包括：