亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        上海光源儲存環(huán)X-ray針孔相機系統(tǒng)設計

        2010-06-30 06:38:28黃國慶陳之初冷用斌葉愷容
        核技術 2010年11期
        關鍵詞:束流針孔小孔

        黃國慶 陳 杰 陳之初 冷用斌 葉愷容

        (中國科學院上海應用物理研究所 上海 201800)

        發(fā)射度是衡量性能優(yōu)劣的一個重要參數(shù),上海光源(SSRF)儲存環(huán)利用X-ray針孔相機實現(xiàn)該參數(shù)的測量及束斑尺寸的實時監(jiān)測。上海光源儲存環(huán)的設計指標為 3.9 nm·rad,如何實施小發(fā)射度測量至關重要。束流發(fā)射度與束流整體橫向振蕩的性質密切聯(lián)系,束流相橢圓在不同位置的面積不變,但形狀不同,所以儲存環(huán)中束流截面的包絡呈起伏狀且隨位置變化。這種位置特性完全決定于相橢圓的形狀,即決定于Twiss 參數(shù)。Lattice參數(shù)β由位置探測器測得,另外,需精確測量束流截面。根據(jù)瑞利判據(jù),分辨率受到光源波長的限制,若使用可見光測量束團尺寸,其衍射效應非常明顯,簡單的成像系統(tǒng)測量誤差很大,采用X-ray成像系統(tǒng)測量束團尺寸,可提高分辨率[1,2]。我們除采用可見光的雙縫干涉法外[3],還采用 X-ray針孔相機系統(tǒng)測量儲存環(huán)發(fā)射度。該系統(tǒng)主要由X-ray引出前端、衰減片、小孔、靶片和相機等構成,控制和數(shù)據(jù)采集基于NI的PXI總線實現(xiàn),采用LabVIEW軟件編寫。整個數(shù)據(jù)采集處理部分通過 EPICS Shared Memory IOCcore技術實現(xiàn)與控制系統(tǒng)的無縫連接。

        圖1 X-ray針孔相機系統(tǒng)框圖Fig.1 Configuration of the X-ray pinhole camera system.

        1 系統(tǒng)概述

        X-ray針孔相機系統(tǒng)框圖如圖1,為降低成本和便于系統(tǒng)調整,其中小孔平臺、靶片及相機都在大氣中。

        系統(tǒng)位于注入點起的第二塊偏轉磁鐵后,運行中,通過測量束團的尺寸,可計算出發(fā)射度。為提高系統(tǒng)的放大倍數(shù),在能安裝下設備的基礎上盡量減小物距,增加像距。目前光源點到小孔的距離為6.19 m;受建筑墻的限制,小孔到放置相機點的距離最長為9.25 m,故系統(tǒng)的光學放大倍數(shù)為1.5倍。

        發(fā)射度ε將由CCD相機得到的束流截面(RMS)尺寸σi(i=x,y分別對應束團水平、垂直截面尺寸)及相關的Lattice參數(shù)β、色散函數(shù)η、能散σε由以下公式獲得[4]:

        由于各種測量誤差的存在,按下式所得最終的測量值sm是幾種分布的綜合效應[5]。

        其中,sr為真正的束團尺寸值,sc為相機景深和色散等因素引起的束團尺寸的偏差,sd為小孔衍射產生的偏差,sp為小孔的幾何尺寸產生的偏差。數(shù)據(jù)處理中,將點擴散函數(shù)反卷積進行數(shù)據(jù)重建扣除影響。

        在整個系統(tǒng)的部件設計中,如何考慮將各部分對測量值的影響降到最小,下文分別予以介紹。

        1.1 引出前端設計

        引出前端的主要作用是將彎鐵處0.8°線的X射線從儲存環(huán)中引出。其與儲存環(huán)的真空管道相連,要求具有超高真空度(儲存環(huán)真空設計指標:1.33×10?7Pa)及安全、可靠,由 400 L離子泵和升華泵確保引出前端的高真空。

        引出窗要確保通過大部分X-ray,故越薄越好;但引出窗得忍受一個大氣壓的壓差,也不宜太薄,并有足夠的機械強度。引出窗通常用輕金屬材料,如鋁、鈹,我們的引出窗是厚度為1 mm鋁。鋁窗吸收低能 X-ray,會有可觀溫度,需進行水冷卻。300 mA流強下,X-ray經過引出窗后的譜線如圖2。

        圖2 X-ray經過引出窗后的譜線Fig.2 X-ray spectrum through the aluminum window.

        同時,用引出窗前端開孔的錐型吸收塊,吸收0.8°線外的X-ray射線,以減小到達鋁窗的功率,還加有水冷保護真空管道。引出前端裝有加入聯(lián)鎖保護氣動閥,以防止引出前端損壞而影響儲存環(huán)真空。氣動閥前安裝有光閘,一旦漏氣,其與氣動閥一起關閉,以保護氣動閥。整個引出前端的機械設計如圖3所示。

        圖3 引出前端總圖Fig.3 Schematic view of the front-end for X-ray emission.

        1.2 衰減片設計

        光路中裝有銅材料的梯形衰減片,通過步進電機驅動選擇不同的衰減厚度,作高通濾波,僅使大于某能量的X射線通過。在大流強情況下,可調節(jié)衰減片以避免實驗站成像的飽和,小能散也可提高分辯率。

        1.3 小孔設計

        上海光源的束團橫向尺寸為μm級,則針孔相機系統(tǒng)中的小孔也是μm級,這給加工帶來很大難度。另外,要求小孔有一定厚度,以阻擋未穿過小孔的X-ray。綜合考慮,我們采用3 mm×25 mm×10 mm鎢塊疊放組成水平-垂直的狹縫,構成多個小孔陣列(圖4)。此法加工簡單、小孔尺寸精確可控;但小孔是近似的孔徑,在縱向有一定厚度,并非理論上的理想小孔。

        圖4 小孔結構Fig.4 Configuration of the pinhole.

        為使小孔準確平行于X-ray方向,小孔安裝在一個四維可調的精密步進電機移動平臺上(日本西格碼公司),精度1 μm,可通過計算機RS232口實現(xiàn)遠程控制。X-ray在小孔處的光斑遠大于小孔的尺寸,則小孔支架及地基的微小抖動對小孔成像的光斑尺寸影響可予忽略。

        1.4 靶片及成像系統(tǒng)設計

        X-ray針孔相機的成像系統(tǒng)若為專用 X-ray相機,固然結構簡單,但成本很高。我們采用如圖 1所示的靶片加可見光相機模式,結構雖較復雜,但成本低、靈活、易更換靶片和其他部件。靶片為YAG晶體,其靈敏度和分辨率均高。靶片和相機整體安裝在水平-垂直移動的電動平臺上,便于遠程遙控尋找X-ray圖像。鏡頭采用固定放大2倍的鏡頭,先用手動微調機構聚焦靶片,只要靶片上對應的位置找到了 X-ray,相機上就可看到清晰的光斑圖像??刂坪筒杉h程實現(xiàn),以避免現(xiàn)場環(huán)境對人體的傷害。

        1.5 軟件概述

        該針孔相機系統(tǒng)通過美國NI公司的PXI總線設備實現(xiàn)電機的遠程控制和圖像采集,軟件在Windows 平臺上用 LabVIEW 編寫,通過 Shared Memory IOCcore[5]技術實現(xiàn)EPICS 的數(shù)據(jù)接口,完成LabVIEW 應用程序和控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。

        軟件包括衰減片步進電機的控制、小孔四維移動平臺的控制、靶片和相機的二維移動平臺的控制、圖像采集和處理、數(shù)據(jù)擬合和分析及EPICS 數(shù)據(jù)接口部分。

        2 實驗

        用不同的小孔觀察光斑,確定50 μm×20 μm的小孔對應的光斑較理想(圖5)。經高斯擬合,采集到的光斑的水平和垂直尺寸(RMS)分別為 160.22 μm和38.78 μm,由式(2)求出真實束團尺寸,得到加速器的水平發(fā)射度為3.37 nm·rad。X-ray針孔相機系統(tǒng)建成后,長時間監(jiān)測了引出窗溫度,由圖 6,最大流強(300 mA)時,溫度≤36°,說明引出該前端是安全的。

        圖5 束團光斑Fig.5 Image of the beam in the storage ring.

        圖6 引出前端溫度隨流強的變化Fig.6 Temperature on front-end vs current of the storage ring.

        3 結論

        上海光源儲存環(huán)X-ray針孔相機系統(tǒng),主要用于儲存環(huán)發(fā)射度測量。前期運行情況表明,引出前端是安全可靠的,整個系統(tǒng)可穩(wěn)定可靠地工作,可實時看到束團的光斑情況,實時計算出束團尺寸和發(fā)射度,給儲存環(huán)調試和運行帶來了便利。

        1 Thomas C A, Rehm G. An X-ray pinhole camera system for diamond, DIPAC2005, 2005. 93–95

        2 Bergstrom J C, Vogt J M. Nucl Instrum Methods Phys Res Section A, 2008, 587(2): 441–457

        3 Corbett J, Cheng W. Interferometer beam size measurements in SPEAR3, PAC2009

        4 Thomas C, Rehm G. Phys Rev ST Accel Beams, 2010,13(2): 022805

        5 Elleaume P, Fortgang C. J Synchrotron Rad,1995, 2(5):209–214

        猜你喜歡
        束流針孔小孔
        一起來探案
        小孔何時無法成像
        汽車電泳漆膜的縮孔與針孔
        高能同步輻射光源低能束流輸運線設計研究
        中國散裂中子源加速器注入束流損失調節(jié)研究
        小波閾值去噪在深小孔鉆削聲發(fā)射信號處理中的應用
        針孔問題該如何處理
        為什么花盆底部要開一個小孔
        ECR中和器束流引出實驗研究
        決戰(zhàn)前夜
        欧美色精品91av| 少妇夜夜春夜夜爽试看视频| 人妻丰满熟妇av无码区| 日韩精品无码久久久久久 | 精品人妻少妇丰满久久久免| 无码人妻精品一区二区三区东京热| 67194熟妇在线永久免费观看| 最新精品国偷自产在线婷婷| 中文字幕这里都是精品| 精品国产一区二区三区三级| 欧美黑人性暴力猛交喷水黑人巨大| 久久国产精品国产精品日韩区| 国产女主播福利一区在线观看| 黄射视频在线观看免费| 亚洲av日韩精品久久久久久久 | 狠狠躁夜夜躁人人爽超碰97香蕉| 久久综合精品国产一区二区三区无码| 亚洲AV一二三四区四色婷婷| 国产一级黄片久久免费看| 亚洲男人天堂黄色av| 一本色道久久99一综合| 日本少妇被爽到高潮的免费| 中文字幕人妻被公喝醉在线| 国产大片内射1区2区| 久久天天躁狠狠躁夜夜96流白浆| 国产精品欧美亚洲韩国日本| 国产精品一区二区三区在线观看| 和黑人邻居中文字幕在线| 午夜片无码区在线| 成人免费毛片在线播放| 青春草免费在线观看视频| 成全高清在线播放电视剧| 99久久99久久精品免观看| 国产高潮迭起久久av| 51看片免费视频在观看| 国产精品久久国产精品99gif| 成人一区二区三区蜜桃| 少妇性l交大片7724com| 香蕉久久久久久久av网站| 国产熟女av一区二区三区四季| 视频在线观看免费一区二区|