专利名称：一种双晶单色器第一晶体冷却结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同步辐射装置的冷却装置，尤其是一种双晶单色器第一晶体冷却结构。
背景技术：
双晶单色器是同步辐射装置的关键部件，其作用是实现入射白光的单色化，即当X光入射到晶体表面并满足Bragg衍射条件时，单色X光被晶体衍射，经过单色化的X射线不仅具有单一的波长，而且其发散度也大大减少。但是除了波长满足Bragg衍射原理的同步光被反射，其他波长的同步光全部被晶体所吸收，这就使得同步光经过准直镜后，它的能量主要沉积在第一晶体，对第一晶体造成很高的热负荷，从而在晶体内部产生很大的温度梯度，使晶体产生热变形；这些热变形会使反射光偏离既定的方向，使晶体单色器的性能大大降低，并且产生很大的热应力，甚至破坏光学元件。
在第一代和第二代同步辐射光源时期，由于热负荷并不是很严重，因此采用一些简单的冷却散热机构就可满足系统正常运作的需要，这个时候的设计主要是考虑到结构布局的需要。起初，人们只是简单地用一个和光学件接触的冷却片进行冷却，然而，对于较高的功率源，业已证明这个技术是不合适的。为了减少光学件和冷却片之间的接触热阻，有人使用热传导性优良的液态镓(或者镓/铟混合物)或流水或液氮直接流经光学件进行冷却的方法进行冷却，虽然采用液态镓或液氮冷却晶体非常有效，但其缺点是成本太高。
与液态镓或液氮冷却法比较，水冷法更加简单易行，常用的水冷结构有底冷方式和边冷方式，这些冷却系统结构简单，冷却液提供方式非常简便，但是冷却效率很低，在使用热负荷并不是很严重的第一代和第二代光源时，它们基本上能够满足晶体冷却的需要，但是目前采用的第三代光源的功率密度比前两代大得多，这些简单的冷却结构的冷却效率已不能满足要求，必须寻求新的冷却结构和方法。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有双晶单色器冷却中所采用水冷和液态镓及液氮冷却结构的上述不足，提供一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其发明目的可以通过以下技术方案得以实施。
一种双晶单色器第一晶体冷却结构，包括底座、开设于底座上并直接与晶体接触的冷却凹槽、置于冷却凹槽内的晶体及用于压住晶体面边缘后与底座固定的夹座，其特征在于所述底座内另设有一与外接冷却液相通的冷却液通道。
所述晶体底部开有底槽；底槽的槽宽约8mm，槽深约3mm。
所述夹座内设有冷却液通道，所述冷却液通道与底座内的冷却液通道连通，通道连通处两侧的底座与夹座间设有密封圈。
所述底座上的冷却凹槽中的冷却液为铟镓混合液或液态镓，所述底座内的冷却液通道中的冷却液为水。
所述底座为无氧铜底座。所述夹座为铝夹座。
本实用新型所述双晶单色器第一晶体冷却结构，通过双层冷却的结构设计，将晶体放在无氧铜底座内的冷却凹槽，并在无氧铜底座和晶体之间的微小缝隙注入铟/镓的混合液体，冷却水不断地流过无氧铜底座中的冷却液通道，利用无氧铜和铟/镓的良好的导热性能来对晶体进行冷却。铟/镓具有优良的导电、导热、耐蚀、可焊性、极好的塑性和化学稳定性等特点，利用它作为晶体和水之间的热传递介质，可以迅速地减小晶体上的热负荷，带走晶体上的热量，同时又能起到一定的缓冲作用，不至于造成冷水和晶体直接接触而产生的应力和形变。本冷却结构经济、简便，适用于高热负载的晶体冷却。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作一详细说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中第一晶体的结构示意图；图3为图2中所示A向视图。
图中1、晶体 11、底槽 2、冷却凹槽 3、底座 31、冷却液通道 4、密封圈 5、夹座 51、冷却液通道具体实施方式
如图所示，该双晶单色器第一晶体冷却结构由晶体1、无氧铜底座3、铟镓混合液冷却凹槽2、铝夹座5和O形密封圈4所组成；开有底槽11的第一晶体1放在无氧铜底座3内，无氧铜底座3和晶体1之间，以及晶体底槽11的微小缝隙为注入铟/镓的混合液体的冷却凹槽2，无氧铜底座3和晶体1通过铝夹座5支撑与固定，铝夹座5用于压住第一晶体1晶面边缘后与底座机械固定，铝夹座5上设有两个夹头，用以夹紧晶体1，铝夹座5与无氧铜底座3之间用O型密封圈4连接，铝夹座5内设有冷却液通道51，铝夹座5外接冷却水管，冷却水不断地流过无氧铜底座3中的冷却液通道31，利用无氧铜和铟/镓的良好的导热性能来对晶体1进行冷却。其实现方式是在无氧铜底座3上挖一个冷却凹槽2，冷却凹槽2的尺寸比第一晶体1略大，使第一晶体1能够很方便地放置在槽内，而不至于在槽内产生明显的横向位移。第一晶体1底部，与铟/镓混合液相接触的面，为了增加与铟/镓混合液相接触的面积，开有一些底槽11，槽的宽度约有8mm，深3mm，相应可增加晶体1与无氧铜的接触面积，无氧铜通常指TU1(≮99.97％Cu)和TU2(≮99.95％Cu)，其含氧量极微(≯0.003％O2)，其它杂质也极少，无“氢病”，具有优良的导电、导热、耐蚀、可焊性、极好的塑性和化学稳定性等特点；利用它作为晶体和水之间的热传递介质，可以迅速地减小晶体上的热负荷，带走晶体上的热量，同时又能起到一定的缓冲作用，不至于造成冷水和晶体直接接触而产生的应力和形变。另外在无氧铜底座3中设置一个冷却液通道31，使恒温为25℃的去离子水以一定的速度不停地流过通道来间接对第一晶体1进行冷却。无氧铜底座3和第一晶体1通过铝夹座5支撑与固定，夹座上设有两个夹头，用以夹紧第一晶体1，使第一晶体1避免产生垂直于晶面方向的位移。铝夹座5与无氧铜底座3之间用O形密封圈4连接，定位性好，使得第一晶体1在转动过程中保持平稳，不易错位。
该实用新型通过一种多层冷却的结构方式提供了一种制造工艺简单、安装方便的同步辐射器中第一晶体的晶架结构和冷却方式，其结构简单，加工方便，降温效果好，成本较低。
权利要求1.一种双晶单色器第一晶体冷却结构，包括底座(3)、开设于底座(3)上并直接与晶体(1)接触的冷却凹槽(2)、置于冷却凹槽(2)内的晶体(1)及用于压住晶体(1)晶体面边缘后与底座(3)固定的夹座(5)，其特征在于所述底座(3)内另设有一与外接冷却液相通的冷却液通道(31)。
2.根据权利要求1所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述晶体(1)底部开有底槽(11)。
3.根据权利要求1所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述夹座(5)内设有冷却液通道(51)，所述冷却液通道(51)与底座(3)内的冷却液通道(31)连通，通道连通处两侧的底座(3)与夹座(5)间设有密封圈(4)。
4.根据权利要求1所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述底座(3)上的冷却凹槽(2)中的冷却液为铟镓混合液或液态镓，所述底座(3)内的冷却液通道(31)中的冷却液为水。
5.根据权利要求1所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述底座(3)为无氧铜底座。
6.根据权利要求1所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述夹座(5)为铝夹座。
7.根据权利要求2所述的一种双晶单色器第一晶体冷却结构，其特征在于所述底槽(11)的槽宽约8mm，槽深约3mm。
专利摘要本实用新型公开了一种双晶单色器第一晶体冷却结构，包括底座及开于其上并与晶体接触的冷却凹槽、置于槽内的晶体和用于压住晶体面边缘后与底座固定的夹座，底座和夹座内各设有冷却液通道并与外接冷却液相通，所设两通道相连通，连通处两侧的底座与夹座间设有密封圈，冷却凹槽中的冷却液可为铟镓混合液镓，底座内的冷却液通道中的冷却液为水，晶体底部开有底槽。通过将晶体放在无氧铜底座内，并在无氧铜底座和晶体之间的微小缝隙注入铟镓的混合液体，冷却水不断地流过无氧铜底座中的冷却液通道，利用无氧铜和铟镓作为晶体和水间的热传递介质，可迅速减小晶体热负荷并起到一定的缓冲作用，避免冷却水和晶体直接接触产生的应力和形变。
文档编号H01S3/04GK2904399SQ20062004231
公开日2007年5月23日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者柳晖, 高雪官 申请人:上海师范大学