專利名稱：超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法及其專用調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線和極端紫外線(XUV)譜儀以及等離子體研究領(lǐng)域，特別是涉及掠入射平場譜儀(grazing-incidence flat-field spectrometer)中聚焦和補(bǔ)償光柵的像散的超環(huán)面鏡(又稱為輪胎鏡)的調(diào)節(jié)方法及其專用調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
八十年代以來，在諸如軟X射線、X射線激光、激光產(chǎn)生的高次諧波以及等離子體診斷等研究領(lǐng)域，掠入射平場譜儀已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，如下列文獻(xiàn)所示。
1.R.J.Fonck，et al；Appl.Opt.21，2115-2123(1982)2.T.Kita，et al；Appl.Opt.22，512-513(1983)3.N.Nakano，et al；Appl.Opt.23，2386-2392(1984)4.G.P.Kiehn，et al；Appl.Opt.26，425-429(1987)早期的掠入射平場譜儀主要由一個變柵距球面光柵(spherical variable-line-space grating)、一個狹縫和一個探測器組成，如文獻(xiàn)1-4所示。結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是光柵能收集到的輻射能量很有限。為了克服這一缺點(diǎn)，在后來的掠入射平場譜儀中，在入射狹縫前面放置了一個聚焦鏡(focusing mirror)，將源發(fā)出的輻射聚焦到譜儀的入射狹縫上，以最大限度地提高光柵收集的輻射能量。聚焦鏡可以是圓柱面鏡(cylindrical mirror)也可以是超環(huán)面鏡(toroidal mirror)，也可以是球面鏡(spherical mirror)和圓柱面鏡的組合，見文獻(xiàn)5。
5.P.Z.Fan，et al；Appl.Opt.31，6720-6723(1992)其中，圓柱面鏡僅有子午方向的曲率半徑，不能補(bǔ)償由于光束入射到曲面光柵上產(chǎn)生的像散。球面鏡和圓柱面鏡的組合雖然能聚焦和補(bǔ)償光柵像散，但因多了一個鏡子，所占空間較大，且調(diào)節(jié)起來增加了難度。而超環(huán)面鏡不僅具有子午方向的曲率半徑，而且還具有弧矢方向的曲率半徑，因此僅使用一個超環(huán)面鏡就能同時實現(xiàn)聚焦和補(bǔ)償光柵的像散，因而現(xiàn)在越來越多的平場譜儀使用超環(huán)面鏡作為聚焦鏡，超環(huán)面鏡業(yè)已成為現(xiàn)代掠入射平場譜儀的關(guān)鍵部件，使用超環(huán)面鏡作為聚焦和補(bǔ)償光柵像散元件的掠入射平場譜儀已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，如下列文獻(xiàn)所示。
6.J.Zhang，et al；Phys.Rev.Lett.，74，1335-1338(1995)7.Y.Nagata，et al；Opt.Lett.21，15-17(1996)8.C.De Lisio，et al；Phys.Rev.A，61，021801(R)(2000)9.Luca Poletto，et al；Opt.Eng.40(2)，178-185(2001)由于超環(huán)面鏡有兩個獨(dú)立的曲率半徑，直接加工這樣的鏡面較為困難，因而成本較高，已經(jīng)加工好的超環(huán)面鏡的曲率半徑也無法再改變。另外，現(xiàn)有掠入射平場譜儀中的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)維數(shù)太少，調(diào)節(jié)困難，精度不高，穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是為了提供一種超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法，該方法簡便、實用、快速。
本發(fā)明的另一目的是針對目前流行使用的掠入射平場譜儀中的超環(huán)面鏡成本較高，調(diào)節(jié)困難，精度較低和穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，提供一種新型的低成本、結(jié)構(gòu)緊湊、方便調(diào)節(jié)、精度高以及穩(wěn)定性好的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置，從而為提高掠入射平場譜儀的各項性能尤其是分辨率提供可行的技術(shù)新途徑。
本發(fā)明的主要目的通過如下措施來實現(xiàn)一種超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法，包括下述步驟(1)將圓柱面鏡固定在一專用調(diào)節(jié)裝置上，在圓柱面鏡的入射光路上設(shè)自準(zhǔn)直裝置，光源的光束穿過自準(zhǔn)直裝置后照射至圓柱面鏡上；(2)利用自準(zhǔn)直法，通過觀察光束穿過自準(zhǔn)直裝置的自準(zhǔn)直孔后，由圓柱面鏡反射后在自準(zhǔn)直裝置上的成像，來調(diào)節(jié)圓柱面鏡的三維旋轉(zhuǎn)，同時；(3)利用專用調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)圓柱面鏡并使其彎曲成超環(huán)面鏡，并測量超環(huán)面鏡的曲率半徑；從而得到所需弧矢面曲率半徑的超環(huán)面鏡；及(4)利用專用調(diào)節(jié)裝置將超環(huán)面鏡的二維位置調(diào)節(jié)至所需位置。
上述步驟(2)的圓柱面鏡的三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)包括下述步驟a、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞水平軸作俯仰旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)光束穿過自準(zhǔn)直孔由圓柱面鏡反射后，其成像中心與自準(zhǔn)直孔平行或重合；b、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞水平軸在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)其傾斜角，使得當(dāng)沿垂直于光束方向平移專用調(diào)節(jié)裝置時，光束成像不發(fā)生上、下移動；c、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞豎直軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，直至光束成像中心與自準(zhǔn)直孔重合；d、通過上述各步調(diào)節(jié)，使得沿垂直于光束方向平移圓柱面鏡時，從圓柱面鏡軸線上的任意位置反射回去的光束的中心始終平行于基準(zhǔn)平面且與自準(zhǔn)直孔重合。
上述步驟(3)的超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)包括下述步驟a、分別對圓柱面鏡的兩端施同等大小的力，使其沿弧矢面彎曲成超環(huán)面鏡；b、將超環(huán)面鏡在水平面內(nèi)沿垂直水平線方向平移距離y，此時光束成像的中心偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，測出超環(huán)面鏡中心至自準(zhǔn)直孔的距離x，則根據(jù)公式R1=2yy'×x,]]>計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R1；同上使超環(huán)面鏡離原位與上述方向相反平移距離y，此時光束成像的中心相反偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，由上述公式計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R2，比較R1和R2，若其相等則圓柱面鏡是以中心對稱彎曲成超環(huán)面鏡；c、重復(fù)上述施力及測量計算曲率半徑過程，直至得到所需弧矢曲率半徑的超環(huán)面鏡。
本發(fā)明的另一目的可通過如下措施來實現(xiàn)一種超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，包括圓柱面鏡、底座；該裝置還包括超環(huán)面鏡曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、二維平移系統(tǒng)；在底座上設(shè)二維平移系統(tǒng)或三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；二維平移系統(tǒng)與三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連；在二維平移系統(tǒng)或三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上設(shè)橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
所述的曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一對彎曲夾，所述的彎曲夾是在壓片連接條上連接轉(zhuǎn)動壓片而成；在彎曲夾上設(shè)頂軸桿，頂軸桿下連有彈簧頂片和頂桿調(diào)節(jié)螺母，在彎曲夾上設(shè)有與頂軸桿平行的壓桿，所述的彎曲夾固定在彎曲夾子午底座上，彎曲夾子午底座上設(shè)彎曲夾轉(zhuǎn)軸；在彎曲夾的壓片連接條的外側(cè)設(shè)曲率調(diào)節(jié)旋鈕；一對彎曲夾由三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的橫梁及其上的壓緊螺母連接。
所述的三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在橫梁上設(shè)垂直旋轉(zhuǎn)塊，所述的垂直旋轉(zhuǎn)塊固定在水平旋轉(zhuǎn)板上，在垂直旋轉(zhuǎn)塊的一側(cè)設(shè)水平旋轉(zhuǎn)螺釘，在與水平旋轉(zhuǎn)螺釘垂直的另一側(cè)垂直旋轉(zhuǎn)塊上設(shè)傾斜角調(diào)節(jié)旋鈕；在水平旋轉(zhuǎn)板的一側(cè)設(shè)方位角調(diào)節(jié)旋鈕使水平旋轉(zhuǎn)板繞旋轉(zhuǎn)螺釘轉(zhuǎn)動。
所述的橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一橫梁高度調(diào)節(jié)塊和直角塊，其中橫梁高度調(diào)節(jié)塊與橫梁相連，并固定在直角塊上。
所述的二維平移系統(tǒng)包括過渡平移板和平移塊，其中過渡平移板設(shè)在平移塊上，在過渡平移板和平移塊上分別設(shè)有互相垂直的二維平移調(diào)節(jié)旋鈕。
所述的超環(huán)面鏡是由圓柱面鏡沿弧矢面方向彎曲而成。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、利用本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置可將價格低廉的玻璃圓柱面鏡彎曲成超環(huán)面鏡，代替了直接經(jīng)光學(xué)加工而成的價格昂貴的超環(huán)面鏡。
2、本發(fā)明的裝置的各調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及每個系統(tǒng)中各維調(diào)節(jié)相對獨(dú)立，互不影響，因而調(diào)節(jié)起來甚為簡便。
3、本發(fā)明的裝置調(diào)節(jié)的各維調(diào)節(jié)螺桿或螺絲均為精密螺紋，各調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)螺桿幾乎都裝有千分尺，便于精確讀數(shù)；調(diào)節(jié)過程中整個裝置可安裝在精密長程平移臺和精密平面底板上，可以達(dá)到很高的精度。
4、本發(fā)明的裝置穩(wěn)定性好，具有較好的抗震性。
5、本發(fā)明的裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，適于安裝在譜儀有限的真空腔內(nèi)。
6、本發(fā)明的裝置的調(diào)節(jié)完全在譜儀外進(jìn)行，方法簡便、實用、快速、有效，從而為提高掠入射平場譜儀的各項性能尤其是分辨率提供可行的技術(shù)新途徑。


圖1為本發(fā)明的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置的主視圖。
圖2為本發(fā)明的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置的俯視圖。
圖3為本發(fā)明的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置的左視圖。
圖4為本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法示意5為本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法中測量超環(huán)面鏡弧矢曲率半徑的示意圖。
圖中標(biāo)記說明1-曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)
10-壓桿 11-壓緊螺母 12-曲率調(diào)節(jié)旋鈕 13-頂軸桿14-頂桿調(diào)節(jié)螺母 15-彈簧頂片 16-壓片連接條 17-彎曲夾18-彎曲夾轉(zhuǎn)軸 19-彎曲夾子午調(diào)節(jié)底座 171-轉(zhuǎn)動壓片2-三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)21-橫梁 22-水平旋轉(zhuǎn)螺釘 23-垂直旋轉(zhuǎn)塊 24-方位角調(diào)節(jié)旋鈕25-傾斜角調(diào)節(jié)旋鈕 26-水平旋轉(zhuǎn)板 27-旋轉(zhuǎn)螺釘3-橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)31-高度調(diào)節(jié)塊 32-直角塊4-二維平移系統(tǒng)41、42-二維平移調(diào)節(jié)旋鈕 43-過渡平移板 44-平移塊5-圓柱面鏡 6-底座 7-遮光保護(hù)罩 8-精密長程平移臺9-精密平面底板具體的實施方式參照圖4，為本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法示意圖，參照圖1、2、3，為本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；結(jié)合圖1、2、3、4對本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法作詳細(xì)說明。
如圖4所示，超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置由超環(huán)面鏡曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、二維平移系統(tǒng)4、超環(huán)面鏡5、底座6和遮光保護(hù)罩7等組成，將整個裝置依次安裝在精密長程平移臺8和精密平面底板9上。利用自準(zhǔn)直法進(jìn)行調(diào)節(jié)(如圖5所示)，調(diào)節(jié)過程中使用針孔屏和氦氖激光器。實施步驟如下1、將橫梁21調(diào)節(jié)在所需高度；調(diào)節(jié)橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3中的高度調(diào)節(jié)塊31，將橫梁調(diào)節(jié)在所需高度。
2、將超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置固定并調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。
將整個超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)裝置通過底座固定在精密長程平移臺8上。然后再固定在精密平面底板9的一端，長程平移臺8的平移方向與精密平面底板9的長度方向垂直。旋轉(zhuǎn)一對壓緊螺母11，將一對彎曲夾17調(diào)至對稱并處于水平狀態(tài)，將其固定。
3、固定圓柱面鏡5，利用自準(zhǔn)直法，通過三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2將圓柱面鏡5調(diào)節(jié)到最佳姿態(tài)。
以彎曲夾17橫梁21中心為對稱軸將圓柱面鏡5對稱放入彎曲夾17中，旋動彎曲夾17上的一對頂桿螺母14至中心高度，同時調(diào)節(jié)彎曲夾17上的一對曲率調(diào)節(jié)旋鈕12，使彎曲夾17正好將圓柱面鏡5放置在中心高度并剛好對稱地將其夾持住。將遠(yuǎn)處的氦氖激光平行于精密平面底板9照射到圓柱面鏡5中央。在光路中垂直于激光方向放置一個針孔屏，讓激光正好通過針孔(自準(zhǔn)直孔)。觀察透過針孔后的激光束經(jīng)過圓柱面鏡5反射后在針孔屏上所成的長條像。調(diào)節(jié)水平旋轉(zhuǎn)螺釘22，改變圓柱面鏡5的俯仰角，當(dāng)像的中心正好與針孔平行或重合時，圓柱面鏡5的幾何中心處的半徑調(diào)至平行于精密平面底板9。微調(diào)傾斜角調(diào)節(jié)旋鈕25改變圓柱面鏡5的傾斜角，移動精密長程平移臺8，當(dāng)像不跟隨上下移動時，圓柱面鏡5的軸線已調(diào)至平行于精密平面底板9。微調(diào)方位角調(diào)節(jié)旋鈕24，改變鏡子的方位角，當(dāng)像的中心正好與針孔重合時，圓柱面鏡5的軸線已調(diào)至垂直于入射激光束。
4、通過曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)1對圓柱面鏡5施加力矩作用使其彎曲成為超環(huán)面鏡，并緩慢加力，將超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)到所需要的弧矢面曲率半徑。參照圖5，所述的超環(huán)面鏡的弧矢面曲率半徑測量方法如下將超環(huán)面鏡在水平面內(nèi)沿垂直水平線方向平移距離y，此時光束成像的中心偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，測出超環(huán)面鏡中心至自準(zhǔn)直孔的距離x，則根據(jù)公式R1=2yy'×x,]]>計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R1；同上使超環(huán)面鏡離原位與上述方向相反平移距離y，此時光束成像的中心相反偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，由上述公式計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R2，比較R1和R2，若其相等則圓柱面鏡是以中心對稱彎曲成超環(huán)面鏡。
本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的具體實施方式
如下一種超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法的專用裝置，包括圓柱面鏡5、底座6；該裝置還包括超環(huán)面鏡曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、二維平移系統(tǒng)4；在底座6上設(shè)二維平移系統(tǒng)4；二維平移系統(tǒng)4上設(shè)三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2；在三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2上設(shè)橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3。所述的曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)1包括一對彎曲夾17，所述的彎曲夾17是在壓片連接條16上連接轉(zhuǎn)動壓片171而成；在彎曲夾17上設(shè)頂軸桿13，頂軸桿13下連有彈簧頂片15和頂桿調(diào)節(jié)螺母14，在彎曲夾17上設(shè)有與頂軸桿13平行的壓桿10；所述的彎曲夾17固定在彎曲夾子午底座19上，彎曲夾子午底座19上設(shè)彎曲夾轉(zhuǎn)軸18；在彎曲夾17的壓片連接條16的外側(cè)設(shè)曲率調(diào)節(jié)旋鈕12；一對彎曲夾17由三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的橫梁21連接并通過其上的壓緊螺母11固定。
所述的三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)2是在橫梁21上設(shè)垂直旋轉(zhuǎn)塊23，所述的垂直旋轉(zhuǎn)塊23通過橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3的高度調(diào)節(jié)塊31和直角塊32固定在水平旋轉(zhuǎn)板26上，在垂直旋轉(zhuǎn)塊23的一側(cè)設(shè)水平旋轉(zhuǎn)螺釘22，在與水平旋轉(zhuǎn)螺釘22垂直的另一側(cè)垂直旋轉(zhuǎn)塊23上設(shè)傾角調(diào)節(jié)旋鈕25；在水平旋轉(zhuǎn)板26的一側(cè)設(shè)方位調(diào)節(jié)旋鈕24，使水平旋轉(zhuǎn)板26繞與二維平移系統(tǒng)4的過渡平移板43相連的旋轉(zhuǎn)螺釘27轉(zhuǎn)動。
所述的橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3包括一橫梁高度調(diào)節(jié)塊31和直角塊32，其中橫梁高度調(diào)節(jié)塊31與橫梁21相連，并固定在直角塊32上。
所述的二維平移系統(tǒng)4包括過渡平移板43和平移塊44，其中過渡平移板43設(shè)在平移塊44上，在過渡平移板43和平移塊44上分別設(shè)有互相垂直的二維平移調(diào)節(jié)旋鈕41、42。
所述的超環(huán)面鏡是由圓柱面鏡5沿弧矢面方向彎曲而成。
按圖4所示的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)方法示意圖，可省去精密長程平移臺8，在超環(huán)面鏡曲率半徑的調(diào)節(jié)中利用該裝置自身的二維平移系統(tǒng)4中其中的一維平移旋鈕進(jìn)行平移。
按圖4所示的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)方法示意圖，在超環(huán)面鏡曲率半徑的調(diào)節(jié)中省去精密平面底板9，可利用光學(xué)平臺作為調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)平面。
按圖4所示的超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)方法示意圖，在超環(huán)面鏡曲率半徑的調(diào)節(jié)中，可將一小孔光闌置于精密平面底板9的右端代替針孔屏。
權(quán)利要求
1.一種超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法，包括下述步驟(1)將圓柱面鏡固定在一專用調(diào)節(jié)裝置上，在圓柱面鏡的入射光路上設(shè)自準(zhǔn)直裝置，光源的光束穿過自準(zhǔn)直裝置后照射至圓柱面鏡上；(2)利用自準(zhǔn)直法，通過觀察光束穿過自準(zhǔn)直裝置的自準(zhǔn)直孔后，由圓柱面鏡反射后在自準(zhǔn)直裝置上的成像，來調(diào)節(jié)圓柱面鏡的三維旋轉(zhuǎn)，同時；(3)利用專用調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)圓柱面鏡并使其彎曲成超環(huán)面鏡，并測量超環(huán)面鏡的曲率半徑；從而得到所需弧矢面曲率半徑的超環(huán)面鏡；及(4)利用專用調(diào)節(jié)裝置將超環(huán)面鏡的二維位置調(diào)節(jié)至所需位置。
2.如權(quán)利要求1所述的超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法，其特征在于上述步驟(2)的圓柱面鏡的三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)包括下述步驟a、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞水平軸作俯仰旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)光束穿過自準(zhǔn)直孔由圓柱面鏡反射后，其成像中心與自準(zhǔn)直孔平行或重合；b、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞水平軸在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)其傾斜角，使得當(dāng)沿垂直于光束方向平移專用調(diào)節(jié)裝置時，光束成像不發(fā)生上、下移動；c、調(diào)節(jié)圓柱面鏡繞豎直軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，直至光束成像中心與自準(zhǔn)直孔重合；d、通過上述各步調(diào)節(jié)，使得沿垂直于光束方向平移圓柱面鏡時，從圓柱面鏡軸線上的任意位置反射回去的光束的中心始終平行于基準(zhǔn)平面且與自準(zhǔn)直孔重合。
3.如權(quán)利要求1所述的超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法，其特征在于上述步驟(3)的超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)包括下述步驟a、分別對圓柱面鏡的兩端施同大小的力，使其沿弧矢面彎曲成超環(huán)面鏡；b、將超環(huán)面鏡在水平面內(nèi)沿垂直水平線方向平移距離y，此時光束成像的中心偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，測出超環(huán)面鏡中心至自準(zhǔn)直孔的距離x，則根據(jù)公式R1=2yy'×x,]]>計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R1；同上使超環(huán)面鏡離原位與上述方向相反平移距離y，此時光束成像的中心相反偏離自準(zhǔn)直孔距離y’，由上述公式計算出此方向位移的超環(huán)面鏡的弧矢曲率半徑R2，比較R1和R2，若其相等則圓柱面鏡是以中心對稱彎曲成超環(huán)面鏡；c、重復(fù)上述施力及測量計算曲率半徑過程，直至得到所需弧矢曲率半徑的超環(huán)面鏡。
4.一種用于權(quán)利要求1所述的超環(huán)面鏡的調(diào)節(jié)方法的專用裝置，包括圓柱面鏡(5)、底座(6)；其特征在于該裝置還包括超環(huán)面鏡曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1)、三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)、橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)、二維平移系統(tǒng)(4)；在底座(6)上設(shè)二維平移系統(tǒng)(4)或三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)；二維平移系統(tǒng)(4)與三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)相連；在二維平移系統(tǒng)(4)或三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)上設(shè)橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)。
5.如權(quán)利要求4所述的超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的曲率調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1)包括一對彎曲夾(17)，所述的彎曲夾(17)是在壓片連接條(16)上連接轉(zhuǎn)動壓片(171)而成；在彎曲夾(17)上設(shè)頂軸桿(13)，頂軸桿(13)下連有彈簧頂片(15)和頂桿調(diào)節(jié)螺母(14)，在彎曲夾(17)上設(shè)有與頂軸桿(13)平行的壓桿(10)；所述的彎曲夾(17)固定在彎曲夾子午底座(19)上，彎曲夾子午底座(19)上設(shè)彎曲夾轉(zhuǎn)軸(18)；在彎曲夾(17)的壓片連接條(16)的外側(cè)設(shè)曲率調(diào)節(jié)旋鈕(12)；一對彎曲夾(17)由三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)的橫梁(21)及其上的壓緊螺母(11)連接。
6.如權(quán)利要求4所述的超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的三維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)是在橫梁(21)上設(shè)垂直旋轉(zhuǎn)塊(23)，所述的垂直旋轉(zhuǎn)塊(23)固定在水平旋轉(zhuǎn)板(26)上，在垂直旋轉(zhuǎn)塊(23)的一側(cè)設(shè)水平旋轉(zhuǎn)螺釘(22)，在與水平旋轉(zhuǎn)螺釘(22)垂直的另一側(cè)垂直旋轉(zhuǎn)塊(23)上設(shè)傾斜角調(diào)節(jié)旋鈕(25)；在水平旋轉(zhuǎn)板(26)的一側(cè)設(shè)方位角調(diào)節(jié)旋鈕(24)使水平旋轉(zhuǎn)板(26)繞旋轉(zhuǎn)螺釘(27)轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求4所述的超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的橫梁高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)包括一橫梁高度調(diào)節(jié)塊(31)和直角塊(32)，其中橫梁高度調(diào)節(jié)塊(31)與橫梁(21)相連，并固定在直角塊(32)上。
8.如權(quán)利要求4所述的超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的二維平移系統(tǒng)(4)包括過渡平移板(43)和平移塊(44)，其中過渡平移板(43)設(shè)在平移塊(44)上，在過渡平移板(43)和平移塊(44)上分別設(shè)有互相垂直的二維平移調(diào)節(jié)旋鈕(41)(42)。
9.如權(quán)利要求4所述的超環(huán)面鏡的專用調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的超環(huán)面鏡是由圓柱面鏡(5)沿弧矢面方向彎曲而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超環(huán)面鏡(又稱為輪胎鏡)的調(diào)節(jié)方法及其專用調(diào)節(jié)裝置；該裝置及其中的超環(huán)面鏡為X射線平場譜儀的聚焦裝置，可將入射輻射聚焦到光譜儀光柵前的入射狹縫上；利用該調(diào)節(jié)裝置，可以很容易地將僅具有子午面曲率半徑的圓柱面鏡對稱彎曲從而得到所需弧矢面曲率半徑的超環(huán)面鏡，從僅有的一維聚焦功能升級為既能聚焦又能補(bǔ)償光柵的色散；該裝置還兼有三維旋轉(zhuǎn)(姿態(tài))調(diào)節(jié)功能及二維平移調(diào)節(jié)功能，可以很方便地將超環(huán)面鏡調(diào)節(jié)到最佳姿態(tài)和最佳位置；該裝置穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)靈活、精密，操作簡單、有效。
文檔編號G01J3/18GK1484005SQ0213122
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者張 杰, 陳正林, 彭曉昱, 張 杰 申請人:中國科學(xué)院物理研究所