CN218382482U - 一种单晶镜片晶向测定用x射线衍射仪样品架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，包括第一电动摆动滑台，第一电动摆动滑台包括第一摆动部；第二电动摆动滑台，第二电动摆动滑台固定设置在第一摆动部上，第二电动摆动滑台包括第二摆动部；电动升降滑台，电动升降滑台包括能沿Z轴方向移动的升降部；电动旋转台，电动旋转台固定设置在升降部上；电动旋转台包括能绕Z轴旋转的旋转机构，旋转机构上设置有能对单晶镜片样品进行定位的镜片托。本申请具有以下优点：本申请实施例中的运动机构均位于电动旋转台下方，用于补偿放置样品时水平度和高度的误差；电动旋转台位于镜片托下方，其它电动滑台上方，转动范围不受限。

Description

一种单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架

技术领域

本实用新型涉及X射线衍射测试领域，尤其涉及一种单晶镜片测定用X射线衍射仪测试样品架。

背景技术

在一些特殊的光学***中，如光刻机中，要用到单晶镜片，如<111>织构的CaF₂单晶镜片。在使用时一般需要使单晶镜片的特定晶向与光路方向一致或者呈特定角度，然而，由于单晶镜片在加工时受加工误差的影响总会存在着斜切，即特定晶向与镜片表面夹角有一定的偏差，如<111>织构的CaF₂单晶镜片其(111)晶面与镜片表面是不平行的，存在一定的角度。因此在镜片使用前要使用X射线衍射等设备对晶向进行精确测定以保证镜片能够精准地安装到光学***中。

在这种晶向测定过程中，往往需要单晶镜片绕镜片法线方向，即衍射仪中对应的φ轴旋转180°甚至360°进行测试，而且，该测试对衍射仪的精度有一定的要求。常规衍射仪中一般φ轴处于如测角仪轴等其它电动台的下方，转动范围受限且速度较慢，而且为了保持承重能力一般精度较低，因此不是非常适合单晶镜片的晶向测定。

实用新型内容

本申请实施例公开了一种单晶镜片测定用X射线衍射仪测试样品架，其能够解决上述技术问题中的至少一种。

本申请实施例公开了一种单晶镜片样品晶向测定用X射线衍射仪样品架，包括：

第一电动摆动滑台，所述第一电动摆动滑台包括能绕X轴方向摆动的第一摆动部；

第二电动摆动滑台，所述第二电动摆动滑台固定设置在所述第一摆动部上，所述第二电动摆动滑台包括能绕Y轴方向摆动的第二摆动部，其中，X轴与Y轴垂直；

电动升降滑台，所述电动升降滑台固定设置在所述第二摆动部上；所述电动升降滑台包括能沿Z轴方向移动的升降部；其中，Z轴分别与X轴和Y轴垂直；

电动旋转台，所述电动旋转台固定设置在所述升降部上；所述电动旋转台包括能绕Z轴旋转的旋转机构，所述旋转机构上设置有能对单晶镜片样品进行定位的镜片托。

优选地，还包括连接座，所述连接座与所述第一电动摆动滑台固定连接，所述连接座与所述X射线衍射仪的测角仪固定连接，所述X射线衍射仪包括光源和探测器，所述光源、所述探测器和所述单晶镜片样品处于以所述测角仪轴为中心的圆周上。

优选地，所述第一电动摆动滑台的摆动角度范围为±15°。

优选地，所述第二电动摆动滑台的摆动角度范围为±15°。

优选地，所述电动升降滑台的行程为2-20mm，移动精度为0.005mm。

优选地，所述电动旋转台可绕中心轴旋转角度范围为360°，重复定位精度优于0.005°。

优选地，所述镜片托采用顶丝固定，以保证单晶镜片样品表面暴露在测试光路中。

本申请实施例中的单晶镜片测定用X射线衍射仪测试样品架具有以下优点：

1、本申请实施例中的运动机构，例如所述第一电动摆动滑台、所述第二电动摆动滑台和所述电动升降滑台均位于所述电动旋转台下方，用于补偿放置样品时水平度和高度的误差，起到单晶镜片样品的位置对准的作用；

2、所述电动旋转台位于镜片托下方，其它电动滑台上方，转动范围不受限，同时由于其上没有承重，可以实现快速转动完成测试。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种单晶镜片测定用的X射线衍射仪测试样品架的结构示意图；

图2为第一电动摆动滑台或第二电动摆动滑台的结构示意图；

图3为电动升降滑台的结构示意图；

图4为电动旋转台的结构示意图；

图5为镜片托的结构示意图；

图6为转接座的结构示意图；

图7为样品架在衍射***中的示意图；

图8为X射线衍射仪中各轴布局示意图；

图9为晶体中晶面示意图；

图10为CaF₂单晶镜片为斜切示意图。

以上附图的附图标记为：1、第一电动摆动滑台；2、第二电动摆动滑台；3、电动升降滑台；4、电动旋转台；5、旋转机构；6、镜片托；7、X射线源；8、测角仪；9、探测器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

参照图1至图10所示，本申请实施例公开了一种单晶镜片样品晶向测定用X射线衍射仪样品架，包括：

第一电动摆动滑台1，所述第一电动摆动滑台1包括能绕X轴方向摆动的第一摆动部；

第二电动摆动滑台2，所述第二电动摆动滑台固定设置在所述第一摆动部上，所述第二电动摆动滑台包括能绕Y轴方向摆动的第二摆动部，其中，X轴与Y轴垂直；

电动升降滑动3，所述电动升降滑动3固定设置在所述第二摆动部上；所述电动升降滑动3包括能沿Z轴方向移动的升降部；其中，Z轴分别与X轴和Y轴垂直；

电动旋转台4，所述电动旋转台4固定设置在所述升降部上；所述电动旋转台4包括能绕Z轴旋转的旋转机构5，所述旋转机构5上设置有能对单晶镜片样品进行定位的镜片托6。

具体的，所述第一电动摆动滑台1包括第一壳体，设置在第一壳体上的第一摆动部。第一摆动部可以绕X轴方向相对第一壳体摆动。在本实施方式中，所述第一摆动部的摆动角度范围为±15°。

所述第二电动摆动滑台2位于所述第一电动摆动滑台1的上方。所述第二电动摆动滑台2包括固定设置在所述第一摆动部上的第二壳体和设置在第二壳体上的第二摆动部。第二摆动部可以绕Y轴方向相对第二壳体摆动。在本实施方式中，所述第二摆动部的摆动角度范围为±15°。其中，X轴与Y轴相互垂直。

所述电动升降滑动3位于所述第二电动摆动滑台2的上方。所述电动升降滑动3包括固定设置在所述第二摆动部的第三壳体和设置在所述第三壳体上的升降部。升降部可以沿Z轴方向相对所述第三壳体运动。其中，Z轴分别与X轴和Y轴垂直。所述电动升降滑动3的升降部的行程为2-20mm，移动精度为0.005mm。

由此，第一摆动部可以带动升降部沿X轴方向摆动，第二摆动部可以带动升降部沿Y轴方向摆动。

所述电动旋转台4位于所述电动升降滑动3的上方。所述电动旋转台4包括固定设置在升降部上的第四壳体和设置在所述第四壳体上的旋转机构5。所述旋转机构5能够绕Z轴相对所述第四壳体旋转。所述电动旋转台4的旋转机构5可绕中心轴旋转角度范围为360°，重复定位精度优于0.005°。所述旋转机构5上可以设置有镜片托6，所述镜片托6用于对单晶镜片样品进行定位固定。所述镜片托6采用顶丝固定，以保证单晶镜片样品表面暴露在测试光路中。

综上，在第一摆动部和第二摆动部的共同作用下，镜片托6可以在X轴和Y轴方向有一定的摆动空间；在升降部的作用下，镜片托6可以在Z轴方向上有一定上升和下降空间。由此，第一电动摆动滑台1、第二电动摆动滑台2以及电动升降滑动3可以补偿放置样品时水平度和高度的误差，起到单晶镜片样品的位置对准的作用。在旋转机构5的作用下，镜片托6的转动可以不受限制，同时由于其上没有承重，可以实现快速转动完成测试。

优选地，还包括连接座，所述连接座与所述第一电动摆动滑台1固定连接，所述连接座与所述X射线衍射仪的测角仪8固定连接，所述X射线衍射仪包括光源和探测器9，所述光源、所述探测器和所述单晶镜片样品处于以所述测角仪轴为中心的圆周上。在本实施方式中，连接座呈L字形。L字形板的两侧分别通过螺栓与所述第一电动摆动滑台1的第一壳体和所述X射线衍射仪的测角仪8连接，使所述单晶镜片样品与光源和探测器9位于同一平面内。

图7示出了样品架在衍射***中的结构示意图。其中，该衍射***还包括X射线源7、测角仪8、探测器9等。图8为X射线衍射仪中各轴布局示意图。图9为晶体中晶面示意图。图10为CaF₂单晶镜片为斜切示意图。

参照图7至图10所示，在镜片使用前要使用X射线衍对晶向进行精确测定以保证镜片能够精准地安装到光学***中。大致过程是：单晶镜片绕镜片法线方向旋转180°(有时甚至需要旋转360°)，即衍射仪中对应的φ轴旋转，完成对CaF₂单晶晶向的测定，进而确定是否存在斜切，以及斜切角度。其中，X轴、Y轴、Z轴是样品的轴向；χ、φ、Z是样品台轴向。具体步骤如下：

001.镜片位置对准：

(1)光路处于直通光状态，即探测器9在2θ的零点

(2)高度扫描(Z轴向扫描)，寻找半切光(直通光强度一半)位置，并移动到该位置

(3)ω轴向扫描，寻找峰值(最水平位置)，并移动到该位置

(4)重复(2)、(3)至两次调整位置基本没有偏差

(5)设定入射角为0.2°，探测器9在2θ＝0.4°

(6)轴向扫描，寻找峰值(最水平位置)，并移动到该位置

(7)ω轴向扫描，寻找峰值(最水平位置)，并移动到该位置

(8)Z轴向扫描，寻找峰值(处于光路中的最佳位置)，并移动到该位置

(9)重复(6)、(7)、(8)至两次调整位置基本没有偏差

002.镜片晶向测定过程，以<111>织构的CaF₂单晶镜片的(111)晶面(铜靶波长下2θ为28.266°)测试为例

(1)设定入射角为14.333°、探测器9在2θ＝28.266°

(2)φ粗扫描(0°～360°，步长0.1°)，理想情况下<111>晶向与镜片表面的法线重合，强度不会随着角度而变化，但这是不可能的。强度较强的角度即为大致晶向偏转方向，将φ移动到峰值位置

(3)ω扫描(相对值范围-1°～1°，步长0.01°)，峰值为晶向偏转角度。将ω移动到峰值位置。

(4)φ粗扫描(相对值范围-1°～1°，步长0.01°)，峰值为晶向偏转方向。将φ移动到峰值位置

(5)重复(3)和(4)至两次测量的峰值基本没有偏差，此时二者的峰值即为准确的晶向偏转方向与角度。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (7)

1.一种单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，包括：

第一电动摆动滑台，所述第一电动摆动滑台包括能绕X轴方向摆动的第一摆动部；

第二电动摆动滑台，所述第二电动摆动滑台固定设置在所述第一摆动部上，所述第二电动摆动滑台包括能绕Y轴方向摆动的第二摆动部，其中，X轴与Y轴垂直；

电动升降滑台，所述电动升降滑台固定设置在所述第二摆动部上；所述电动升降滑台包括能沿z轴方向移动的升降部；其中，Z轴分别与X轴和Y轴垂直；

电动旋转台，所述电动旋转台固定设置在所述升降部上；所述电动旋转台包括能绕Z轴旋转的旋转机构，所述旋转机构上设置有能对单晶镜片样品进行定位的镜片托。

2.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，还包括连接座，所述连接座与所述第一电动摆动滑台固定连接，所述连接座与所述X射线衍射仪的测角仪固定连接，所述X射线衍射仪包括光源和探测器，所述光源、所述探测器和所述单晶镜片样品处于以所述测角仪轴为中心的圆周上。

3.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，所述第一电动摆动滑台的摆动角度范围为±15°。

4.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，所述第二电动摆动滑台的摆动角度范围为±15°。

5.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，所述电动升降滑台的行程为2-20mm，移动精度为0.005mm。

6.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，所述电动旋转台可绕中心轴旋转角度范围为360°，重复定位精度优于0.005°。

7.根据权利要求1所述的单晶镜片晶向测定用X射线衍射仪样品架，其特征在于，所述镜片托采用顶丝固定，以保证单晶镜片样品表面暴露在测试光路中。

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