高能所高能同步辐射光源研制国内首台快速扫描单色器完成出厂验收
时间 : 2023-06-01     
近日,高能所高能同步辐射光源(HEPS)研制的国内首台低温冷却快速扫描单色器各项性能指标均达到合同要求,顺利完成出厂验收。  

作为国内首台高能第四代同步辐射光源,HEPS光源具有极高的亮度,为提高线站的时间分辨能力,X射线吸收谱学(XAFS)线站需要一款既可以实现高速扫谱,又能实现步进扫描,同时能承受高热负荷的快速扫描单色器。该类产品仅少数国际厂商可以提供,且价格昂贵。HEPS光学机械系统与光学设计、通用机械、光束线控制、XAFS线站系统相关人员共同努力,积极开展国内首台快速扫描单色器的研制攻关工作。HEPS光学机械系统负责人梁好带领单色器设计小组,提出了采用直驱力矩电机直接驱动精密主轴转动,带动切槽晶体进行能量扫描的设计方案,通过伺服控制,可实现步进扫描及快速往复扫描两种工作模式。晶体采用液氮冷却,缓释高热负荷,保持光源的优异性能。设计完成后,由合肥科烨电物理设备制造有限公司进行非标加工与集成。  

出厂验收实测数据表明,该单色器最高快速扫描频率达到50Hz(可实现每秒采集100个吸收谱),覆盖角度范围达0.8°,优于设计指标和国际相关文献报道数据。步进扫描模式布拉格角单步分辨率达0.2″,满载静态真空度8.5*10-6Pa,更多快扫性能测试结果如图1(a-d)所示。后续快速扫描单色器运输回所后,将进行控制及低温联调测试及地面振动测试。  

HEPS装置XAFS线站具备高时间分辨和空间分辨能力。利用时间分辨XAFS办法,可实时追踪物质变化的动态过程,开展原位条件下的结构研究,就如同图像从静止的照片进化到动画电影,快速扫描单色器的顺利出厂将为时间分辨吸收谱方法提供坚实的硬件基础。  


  


  图1 快速扫描单色器不同频率运动性能测试

  图2 快速扫描单色器性能对比

图3 快速扫描单色器验收现场及成员合影

 

(中科院高能所  供稿)