三晶体多轴联动同步辐射X射线荧光光谱仪

针对上海光源X射线吸收精细结构光谱仪对灵敏度和分辨率的要求,研制了三晶体多轴同步辐射X射线荧光光谱仪。其采用一台双晶单色器提供实验X射线,用3块凹面晶体构成系统主体色散结构,并在竖直平面内组成相交的罗兰圆实现荧光分析,可实现10°范围内的布拉格角变化。光谱仪通过高精度控制驱动设备使位移平台实现了3块晶体的4轴联动和总台的2轴联动,其中对位移平台的各轴精度达到了单步长移动25nm,可以实现高分辨率的三维扫描工作。编写了探测器的驱动软件,提高了驱动器的测试灵敏度和分辨率。最后,利用国际通用的实验物理控制系统——EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System)完成了整个系统软件的设计,实现了系统各部分的精确控制、自动测量、数据分析和结果显示与存储等功能,构成了一套完整的基于同步辐射光源的高精度高分辨率X射线荧光光谱分析系统。采用钴元素作为测试样品进行了分析实验,结果显示:该光谱仪单次测量时间小于1.5s,测试精度达到0.4eV,分辨率为0.1eV。光谱仪可以完成对样品荧光的采集和分析,操作时间、精度、分辨率和重复性等性能指标均优于现有国内、外设备,目前已成功应用于上海光源XAFS线站的各项科学实验中。