YAG（钇铝石榴石）闪烁屏在X射线实验中充当关键的“视觉皮层”，将不可见的X射线能量转换为可检测的可见光。该屏幕与高分辨率成像系统配对，使研究人员能够实时监测X射线光束的特定轮廓和精确位置。这种可视化是引导光束进入压力池狭窄环境的先决条件。
核心要点：在复杂的实验装置中，理论上的对准通常是不够的。YAG屏幕弥合了计算与现实之间的差距，实现了确保多脉冲X射线光束完美重叠以成功获取信号所需的微米级校准。
光束可视化的机制
将X射线转换为可见光
YAG屏幕的基本作用与用于收集实验数据的探测器不同。
其主要功能是闪烁：将高能X射线光子转换为可见光光子。这种转换使得标准的高分辨率相机能够“看到”光束。
监测光束轮廓
除了简单地定位光束外，屏幕还能显示光束的空间轮廓。
这确保了在光束与压力池内样品相互作用之前，光束形状得到优化且没有失真。
超快实验中的关键性
实现微米级精度
超快实验通常涉及需要极高精度的复杂光学装置。
YAG屏幕有助于实现微米级的对准。在瞄准高压研究中常见的微观样品腔时，这种精度是不可或缺的。
校准多脉冲重叠
先进的实验经常使用多脉冲X射线光束，这些光束必须精确地击中样品上的同一点。
闪烁屏使研究人员能够直观地确认这些脉冲的空间重叠。没有这种确认，实验产生的散射信号很可能是不连贯的或不存在的。
操作限制和注意事项
光束路径的中断
虽然对于校准至关重要，但YAG屏幕是一种诊断工具，而不是被动观察者。
将屏幕置于光束路径中通常会吸收或改变X射线。因此，它主要用于对准和校准阶段，而不是在实际从压力池样品收集数据时使用。
对成像系统的依赖
YAG屏幕的效果仅取决于观察它的成像系统。
为了达到前面提到的微米级分辨率，与屏幕配对的光学相机必须能够分辨YAG晶体发出的光的精细细节。
确保实验成功
为了最大限度地提高YAG闪烁屏在压力池实验中的效用，请考虑以下几点：
- 如果您的主要关注点是光束稳定性：使用屏幕定期验证光束轮廓是否随时间漂移或失真。
- 如果您的主要关注点是多脉冲实验：在开始数据采集之前，依靠屏幕严格确认所有独立的脉冲在空间上重叠在几微米之内。
光束对准的可视化验证是防止高精度X射线研究数据丢失的最有效步骤。
摘要表：
| 特征 | 在X射线实验中的功能 |
|---|---|
| 闪烁 | 将高能X射线光子转换为可检测的可见光 |
| 光束分析 | 能够实时监测空间形状和光束失真 |
| 对准精度 | 便于对准小型压力池孔径的微米级目标 |
| 脉冲校准 | 确保多脉冲光束的空间重叠以获得信号连贯性 |
| 使用阶段 | 主要用于诊断、对准和校准阶段 |
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参考文献
- Priyanka Muhunthan, Matthias Ihme. A versatile pressure-cell design for studying ultrafast molecular-dynamics in supercritical fluids using coherent multi-pulse x-ray scattering. DOI: 10.1063/5.0158497
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
