用同步数据采集检测振动传播

同步加速器是一种非常强大的x射线源。在这里,x射线是由高度加速的电子产生的,当改变方向时,在x射线波长下发射能量。这些x射线束被引导到一个实验终端站。在末端,它们与物质相互作用,这有助于研究不同材料的性质。亚博网站下载x射线的波长比可见光短得多,这使得它可以探测比传统显微镜小得多的结构(在纳米范围内)。

根据它们的能量,x射线具有很高的穿透能力。因此,它们经常用于成像。光束高度聚焦,这使得样品定位成为一个主要问题。因此,样品位置的检测、触发和反馈应该保持良好,并有文件记录。

开源接口,bis - c基于RS422协议,支持高达10mhz的信号传输[1].处理外部触发信号的选项,也支持高达10mhz,允许多个设备的同步。考虑到同步数据通信的需求,attocube提供了一个IDS3010与bss - c接口,适合钻石光源和欧姆龙/Delta Tau标准。

误差运动和振动传播是纳米级高精度系统运动精度的重要信息。因此,同步加速器设施不断升级和开发不同的组件,以跟上最新可用技术的步伐。最近,beamline I08升级了终端站使用attocube干涉仪IDS3010与BiSS-C接口。在钻石光源上设置了一个实验装置,同步触发并跟踪8个不同线性轴的运动。Delta Tau的“GeoBrick”控制器控制这8个轴。Delta Tau的“GeoBrick”控制器确保了来自所有8个轴的准确时间戳数据,即三个IDS3010设备。

设置

图1显示了该设置的简化版本。它由三个运动模块组成:一个手动定位在底部,在它上面的步进电机更多的粗调整,最后在上面的压电定位器为精细的运动。这三个模块都可以向X、Y和z方向移动。完整的设置包括9个直线运动,由M12/C1.6高真空兼容传感器头组成的8轴跟踪。每个动作都需要跟踪,因为样品的位置与三个模块的每个动作相关。两种误差运动(寄生运动)与样品的位置有关:由定位器移动引起的振动传播到连接的定位器和样品,以及由定位器之间的非平行安装引起的不均匀运动。

设置的草图。8个传感器头M12/C1.6显示监测3个模块,每个模块由三维X, Y, Z运动组成。整个装置是在高真空中进行的。

图1所示。设置的草图。8个传感器头M12/C1.6显示监测3个模块,每个模块由三维X, Y, Z运动组成。整个装置是在高真空中进行的。

测量结果

图2显示了一个测量示例,它只涉及上部模块中的X、Y和Z压电定位器。当精细压电定位器在x方向以5纳米步长移动时,显示了两个寄生运动。红线(x轴)表示定位器在一个方向移动,10步后,定位器以一个50纳米步后退。蓝线(y轴)显示精细定位器的误差运动与定位器在水平面上的运动正交。

噪声振动是由定位器运动产生的振动传播引起的。这条线显示了每一步10 nm的线性偏移。这种偏移源自X定位器和Y定位器之间不完美的平行安装。利用其他轴的信息,这种非正交安装可以得到补偿。绿线(z轴)显示精细定位器的垂直运动。只有最后一步50 nm显示了垂直位置的相当大的变化,可能是由快速振动引起的。

蓝色的曲线表示水面和传感器头部的运动,红色的曲线表示用锤子敲打光学桌子后在镜面一侧测量到的位移。

图2。蓝色的曲线表示水面和传感器头部的运动,红色的曲线表示用锤子敲打光学桌子后在镜面一侧测量到的位移。

通过BiSS-C接口实现了不同测量轴的同步运动捕捉和数据采集IDS3010。该实时接口可同时触发多个测量轴。在本例中,触发三个IDS设备的八个轴进行同步数据采集。通过与Delta Tau上的主控制连接的bss - c接口,可以从定位器以及8个干涉仪轴读取8个增量编码器。它还提供了绝对定位器,而不需要交叉任何参考轴。

参考

[1]官方bss - c网站:http://www.biss-interface.com/

[2] IDS3010接口描述http://attocube.com/attosensorics/ids-sensors/ids3010/

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