中国散裂中子源冷中子直接几何非弹性谱仪的物理设计

冷中子非弹性谱仪（CNIS）是为中国散裂中子源（CSNS）设计的直接几何飞行时间仪器，经优化以探测低能量晶格和磁激发。该仪器集成了长飞行路径、弯曲超镜导管和椭圆聚焦几何结构，以抑制高能背景，同时改善向样品输送的冷中子。灵活的多盘斩波器组件提供脉冲整形、能带选择和单色化，实现了多 $E_\textrm{i}$ 操作。模块化特性包括可互换的高聚焦导管插件、径向准直和用于简化样品环境集成的真空“airbox”，增强了信噪比和操作多功能性。通过飞行路径与斩波器的联合优化，CNIS 实现了优异的常规模式能量分辨率，并在专用的高分辨率配置下可达到约 $\sim 1\%$。CNIS 计划于 2029 年开始用户运行，为冷中子非弹性散射研究提供一个高度灵活的平台。