技术摘要：
本发明公开了一种相干X光保护、监测与智能衰减一体化集成装置，该装置包括狭缝、快速监测器、衰减片智能控制系统和真空密封高相干保持窗，采用真空光路消除气体散射对入射光相干性的破坏，利用快速监测器监测入射光强度变化，采用控制程序自动计算并控制衰减片组合的插  全部
背景技术：
光束的相干性是第四代同步辐射光源相对于前三代同步辐射光源显著的特征，光 束相干性是相干散射方法(相干衍射成像、扫描相干衍射成像、X射线光子关联谱、角度关联 分析)应用的必要条件，对第四代相干光源的应用具有重要的意义。所以，在第四代同步辐 射光束线站技术领域，保护和应用X光的相干性是人们特别关心的一项技术要求。同时，对 入射光强变化进行快速的响应和记录、通过衰减入射光强度保护用光装置(如衍射仪)的探 测器避免受过饱和光强的辐照损伤是另外两项重要的技术要求。因此，需要一种相干X光保 护、监测与智能衰减一体化集成装置。
技术实现要素：
本发明应用在第四代同步辐射装置的光束线站上，为实现本发明目的，本发明提 供了一种相干X光保护、监测与智能衰减一体化集成装置。 本发明包括了入射光狭缝、前快速监视器、衰减片控制箱、后快速监测器和相干保 持窗，衰减片控制箱与前后监测器之间可加链接波纹管，用于抑制衰减片控制箱震动的传 递。该集成装置在保护光束相干性的同时，实时监测入射光强度变化，并从要保护的用光装 置的探测器实时读取光强，根据该光强变化趋势判断下在一个测量位置上衍射光或反射光 的强度是否超过设定的探测器安全使用阈值，提前插入衰减片衰减入射光强度，避免探测 器进入非线性响应区，使数据失真，更避免进入过饱和区，使探测器受到过饱和辐照损伤。 入射光狭缝：用来卡掉杂散光或不用的光束边缘部分，选出所要使用的入射光束； 前快速监测器：由放置在光路内的散射膜和固体点探测器组成，用于实时监测入 射光在衰减片之前的强度变化； 衰减片控制箱：根据控制软件指令控制衰减片的插入和拔出，调节入射光强，从而 使衍射或反射光强保持在提前设定的探测器安全使用区域内； 后快速监测器：与前监测器的结构与功能相同，用于实时监测衰减片之后的入射 光强度变化，用于反射或衍射强度归一化数据处理； 高相干保持窗：用来密封系统的真空，并允许X光出射到下游样品上，同时保持X光 束的相干性。可用铍窗或金刚石窗。 控制软件，用来读取所要保护的探测器的实时强度值，根据其变化趋势判断下一 测量位置上的衍射或反射光强是否会超过探测器的安全使用阈值，如果超过，程序代码会 计算应该衰减到的强度范围，并选择合适的衰减片组合，操纵衰减片控制箱插入该衰减片 组合，以衰减入射光光强；当光强过低时，操纵衰减片控制箱拔出衰减片组合，以增加入射 光光强，保证测量计数率。 3 CN 111610206 A 说　明　书 2/6 页 进一步地，所述散射膜采用石墨烯膜或麦道膜。 一种监测相干光的强度并进行过饱和保护的方法，其特征在于，采用X光真空通道 保护光束相干性，采用散射膜和固体点探测器组成的快速监测器实时监测入射光强度变 化，并通过智能化程序控制衰减片的插入和拔出，自动保护下游用光装置的探测器，避免其 进入非线性响应区，使数据失真，更避免其进入过饱和区，受到过饱和辐照损伤。包括以下 步骤： A.从光束线上游入射的X光束首先经过四刀刃狭缝，四刀刃狭缝扫描到光强最强 的位置，卡去杂散光或者光束外围不用的部分，选出的X射线光束入射到前快速监测器的散 射膜上，散射光被点探测器监测，透射光入射到衰减片控制箱内的衰减片上，下游的后快速 监测器测量衰减后的入射光光强；随后，穿过后监测器的散射膜的透射光通过真空密封高 相干保持窗，入射到用光装置的样品上，最后散射衍射光被探测器收集，三者由控制软件实 时记录，因为探测器测得的光强与后监测器测得的光强成正比，所以后监测器测量的光强 可用于对衍射光强进行入射光强度归一化处理。入射光束经过的途径都处在真空中，避免 了气体散射对入射光相干性的破坏，保护了光束相干性。快速监测器采用固体点探测器测 量散射膜散射的X光，反应速度比气体电离室快得多，一举解决了气体电离室信号响应滞后 问题和与真空不相容的问题。 B.实验过程中，该集成系统读取用光装置的探测器的光强测量值，控制程序实时 判断该强度值是否超过了预先设定的探测器的安全使用阈值，如果该强度大于安全使用阈 值，控制程序就会计算衰减倍数并选择相应的衰减片组合，并指令控制箱插入该衰减片组 合，减少入射到样品上的光强；当样品或探测器离开超过安全阈值的衍射或反射位置后，控 制程序会发出命令，控制箱随即从光路中拔出适量的衰减片。通过该工作过程，用光装置的 探测器始终工作在设定的阈值以内，避免进入非线性响应区，使数据失真，甚至进入过饱和 区，使探测器受到过饱和辐照损伤。 本发明的有益效果在于： 本发明能够确定入射光束的位置、尺寸、强度变化，并根据扫描测量中衍射光或反 射X光的强度变化趋势提前判断在下一个测量位点上光强是否超过设定阈值，如果光强超 过阈值，该系统就指令控制箱往光路中插入衰减片，减小入射光强度，从而使探测器工作在 线性安全使用区内，并保证光强测量数据不失真的效果；当衍射光或反射光的光强太弱，就 拔出衰减片，增大入射到样品上的光强，提高光强测量计数。该集成装置具有体积小、响应 速度快、真空光路无气体散射破坏光束相干性、自动保护探测器免受过饱和光强损伤、避免 探测器工作在非线性区导致数据失真等优点。 附图说明 图1为一种相干X光保护、监测与智能衰减一体化集成装置的结构示意图；