同步辐射单色器晶体热膨胀形变检测方法

摘要

本发明涉及微小形变的高灵敏检测技术领域。同步辐射单色器晶体热膨胀形变检测方法，根据单色器晶体受热变形导致晶体反射效率降低和反射光线偏转特性，将晶体反射效率和反射光线偏转角度作为检测信号，利用X射线衍射增强成像方法的信息分离技术，测得热膨胀形变引起的反射效率和反射光线偏转角度变化，根据测得数据求得单色器晶体表热膨胀形变。可检测单色器晶体在同步辐射白光X射线照射下热膨胀形变，也可用同一晶体衍射面的高次布拉格衍射获得不同形变量的最佳检测精度。S1，单色器晶体热膨胀衍射增强成像数据采集；S2，单色器晶体热膨胀的衍射增强成像信息分离；S3，晶体表面热膨胀变形后面形斜率获取；S4，晶体表面热膨胀形变量确定。

主权项

1. 一种同步辐射单色器晶体热膨胀形变的检测方法，其特征在于：检测单色器晶体在同步辐射白光X射线照射下产生的热膨胀形变，其具体步骤如下：步骤S1，单色器晶体热膨胀衍射增强成像数据的采集；(1)按由单色器晶体、电离室、分析晶体和成像探测器组成的单色器晶体热膨胀形变检测光路，在单色器晶体前加小孔，测定单色器晶体-分析晶体双晶摇摆曲线；(2)在测定的摇摆曲线上按一定角度间隔选定多个点，按顺序将分析晶体调整在摇摆曲线各选定角度位置处，拍摄单色器晶体热膨胀的衍射增强像，同时用电离室记录光强数据；(3)根据曝光时间及电离室记录的光强，将分析晶体在各角度点拍摄的图像进行曝光量的归一化处理；步骤S2，单色器晶体热膨胀的衍射增强成像信息分离：从步骤S1拍摄的数据中分离出反射效率和反射光线偏转角度信息，根据下述公式(14)计算反射光线偏转角度信息，此信息即为将晶体表面的热形变看作一个“样品”后在探测器上得到的相应折射信息：${\theta }_m=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}I(x_R,y_R,{\theta }_n){\theta }_n}{\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}I(x_R,y_R,{\theta }_n)}-\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}I(x_{\mathrm{oi}},y_{\mathrm{oi}},{\theta }_n){\theta }_n}{\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}I(x_{\mathrm{oi}},y_{\mathrm{oi}},{\theta }_n)}---\left(14\right)$ θm表示样品点(x，y)在子午面的折射角；整个摇摆曲线等分为N个点，第n个点值为θn；有“样品”时的反射光强为I(xoi，yoi，θn)；无“样品”时的反射光强为I(xR，yR，θn)；有“样品”时的坐标表示为(xoi，yoi)；无“样品”时的坐标表示为(xR，yR)；步骤S3，晶体表面热膨胀变形后面形斜率的获取，根据整个光路的几何排列和相应衍射几何的角度关系，将步骤S2获得的反射效率和反射光线偏转角度信息转换为相应晶体表面的热膨胀形变参数，并进行相应的插值运算即可获得晶体表面各部分变形量斜率的具体数据；步骤S4，晶体表面热膨胀变形后面形的具体确定，根据步骤S3得到的晶体表面各部分变形量斜率的具体数据，进行相应的积分运算即可最终获得晶体表面热膨胀形变的具体结果。