气体放电紫外辐射特性的数值模拟

为了提高共面介质阻挡放电(DBD)的真空紫外线(VUV)辐射效率,采用流体模型研究了Ne/Xe混合气体的压强及Xe含量对DBD真空紫外辐射特性的影响。数值模拟结果表明:在一定的放电电压下,增加Xe的含量或气体压强,147nm的真空紫外辐射效率明显下降,但173nm真空紫外辐射效率得到了较大的提高,即总的VUV辐射效率有较大的提高;气压过高会降低VUV辐射总量(发光亮度)。     

HL-2M 真空紫外光谱初始诊断系统研制

基于 Seya-Namioka 结构 200mm 焦距可换光栅,研制了 HL-2M 真空紫外(VUV)光谱诊断光谱仪。该 系统在 300~3000Å 的真空紫外光谱范围具有较高的探测效率,时间分辨优于 1µs。经过结构设计、光谱标定和安 装调试,单通道 VUV 光谱仪已成功安装在 HL-2M 装置中平面窗口。在 HL-2M 装置初始放电实验中,利用该系 统测量到 C、O、N 等杂质的多条特征谱线,展现出优秀的信噪比和高灵敏度。      

射流式真空紫外辐照模拟设备及其应用

介绍了空间环境条件下真空紫外辐照 (VUV)的损伤效应 ,以及真空紫外辐照模拟的几种主要形式。着重讲述了射流式真空紫外辐照模拟设备的基本结构、工作原理、技术参数及特点 ,并利用该设备初步研究了几种空间材料的真空紫外辐照损伤效应。结果表明 ,VUV使EP和CF/EP产生了明显的质损 ,导致力学性能下降 ,纤维和基体表面受到明显破坏。VUV与温度交变对聚酰亚胺吸光涂层的力学性能有明显影响。     

用非象散型正入射式真空紫外摄谱仪研究铝的激光等离子体光谱

用环面镜作为正入射式真空紫外摄谱仪的聚焦元件构成一非象散型摄谱系统。用这个系统拍摄了Al的激光等离子体的VUV光谱。     

小分子在真空紫外波段从量子态到量子态的光解离动力学

本文主要描述小分子在真空紫外波段(VUV,6-20 eV)光解离动力学的最新实验和理论研究进展.得益于基于商业化激光器的真空紫外光源技术,以及离子速度成像、高分辨氢原子-里德堡态标记-飞行时间测量和VUV-VUV泵浦-探测等方法的发展,研究人员现在可以对很多小分子在真空紫外波段的光解离动力学进行量子态到量子态层面的测量和研究,本文重点综述H_2(D_2,HD),CO,N_2,NO,O_2,H_2O(D_2O,HOD),CO_2,N_2O以及一些多原子分子在真空紫外波段光解离动力学的最新研究进展.这些小分子在真空紫外波段的光解离在天体化学以及大气化学中有着非常重要的应用.分子吸收一个VUV光子以后,通常会被直接激发到比较高的电子激发态,解离过程会涉及到多个电子态势能面之间的复杂非绝热相互作用.在实验上对解离截面等参数进行从量子态到量子态层面的精细测量对于深入了解这些复杂的势能面之间的相互作用有非常重要的意义.最近建成的大连相干光源是目前世界上唯一一台在真空紫外波段工作的自由电子激光,具有脉冲能量高、扫描范围宽(50～150 nm)等优越的性能,它的建成必将会大大促进小分子真空紫外光解离研究的发展.     

VUV信号强度与等离子体宏观参数相关性分析

东方超环(EAST)上高速真空紫外(VUV)成像系统是一套选择性测量中心波长为13.5 nm的等离子体线辐射的光学成像系统。此系统具有高时空分辨能力,主要用于边界(包括台基区)等离子体行为研究。该系统已经投入EAST等离子体物理实验并获得了大量的实验数据。基于这些数据,分析了VUV诊断系统的信号强度与等离子体宏观参数之间的相关性,着重研究了EAST上中性束注入(NBI)加热功率、杂质(碳和锂)水平、电子密度等因素对VUV信号强度的影响。结果与预期基本一致:随着NBI功率的增加,VUV信号强度随之增强;VUV信号强度与电子密度、杂质水平呈现线性关系。此外,本文还评估了由于NBI注入引起的电荷交换复合产生的C5+离子对VUV信号的贡献,结果表明这部分贡献可以忽略不计。     

真空紫外成像光谱仪在空间科学中的应用与展望

真空紫外成像光谱仪是空间科学研究中重要的数据获取工具,通过对不同天体目标真空紫外辐射的观测,可以反演出天体中主要物质的含量和变化规律,从而为空间天气、宇宙起源等许多前沿科学提供研究资料.分析了真空紫外成像光谱仪在空间科学研究中的优势,介绍了国外发展概况,列举了日地空间环境观测、地外行星体观测和宇宙空间观测三个应用领域中...     

双光子共振四波差频产生的真空紫外激光特性研究

介绍以惰性气体Xe为非线性介质、利用双光子共振四波混频差频方法产生的可调谐真空紫外激光(VUV)的特性研究 .实验中 ,传播方向和空间均相互重合的两束脉冲染料激光经透镜聚焦于Xe气混频池内 ,其中一束激光的波长 (2 4 9.6 2 6nm)对应于Xe原子 6P[1/2 ,0 ]←← 5P的双光子共振跃迁 ,通过调谐另一束激光的波长 ,产生在 15 1～ 171nm可连续调谐的VUV激光 .经估算 ,产生的VUV激光的强度约为每脉冲约 0 .2 μJ ,转换效率约为 0 .1% .通过测量超声射流冷却下CO分子的A1Π←X1Σ+ (0 ,0 )带的转动分辨激光诱导荧光 (LIF)光谱 ,确定出VUV激光的线宽为 0 .3cm-1.此外 ,还对VUV激光强度与惰性气体压力、染料激光强度等依赖关系进行了研究 .     

水热法制备YVO_4:Eu~(3+)的热处理及其发光性能

用水热法制备的YVO4:Eu3+分别在400～800℃下进行热处理,研究了所得样品的结构及其发光性能。实验结果表明:所得样品都为单相结构,随着热处理温度的升高,样品的结晶度变好,颗粒变大。在紫外光谱范围,YVO4:Eu3+的激发光谱由VO43-的吸收带和Eu3+的电荷迁移带组成。在真空紫外(VUV),激发光谱由基质吸收,Y3+、O2-的电荷迁移带组成。发射光谱均为Eu3+的5D0→7FJ(J=1,2,4)跃迁。紫外和真空紫外激发下,样品的发光强度比未经过热处理的样品有显著增强,归因于样品的结晶度的提高和OH-、VO43-等发光猝灭离子的去除。     

3B1B光束线单色器设计及标定

单色器为同步辐射光束线的关键部件.它的功能是选定实验所需的光子能量,其性能的好坏直接影响到束线的整体性能.Seya-Namioka型光栅单色器由于其结构比较简单,性能较好,所以在VUV真空紫外波段光束线中得到了广泛的应用.本文介绍了新改建3B1B光束线的单色器结构设计,性能指标以及安装调试,并介绍了单色器相关工作参数的标定方法.     

EAST边界和芯部杂质谱线的时间延迟研究

边界杂质注入是未来聚变装置ITER用于增强边界辐射,减少第一壁热负荷的一种重要方法。但部分注入的杂质会被输运到芯部,造成主等离子体辐射损失以及约束下降。光谱观测可以获取杂质种类、含量和分布等信息,在理解等离子体中杂质输运方面起着重要作用。在EAST(experimental advanced superconducting tokamak)偏滤器氩气(Ar)注入实验中,利用偏滤器可见光谱和芯部极紫外光谱监测边界的Ar¹⁺离子谱线ArⅡ(401.36 nm)和芯部的Ar¹⁵⁺离子谱线ArⅩⅥ(35.39 nm),并获得两者强度随时间的变化。其中,ArⅡ和ArⅩⅥ的电离能分别为27和918 eV,因此,ArⅡ和ArⅩⅥ分别对应分布于等离子体边界和芯部Ar离子。为了分析二者谱线强度随时间变化的特征,发展了一种基于正则Pearson积矩相关系数的相关分析方法,计算得到两者谱线强度变化的相对延迟时间,以此表征杂质从边界向芯部输运的时间。结果显示,偏滤器注入Ar杂质后,芯部ArⅩⅥ辐射增长滞后于边界ArⅡ辐射的增长,并且在具有较高的低杂波加热功率的放电中...     

极紫外波段Ar光谱分析在EAST偏滤器杂质屏蔽效应研究中的应用

在托卡马克偏滤器区域充入杂质气体是检验偏滤器杂质屏蔽效应的重要手段。利用快速极紫外EUV光谱仪对EAST托克马克装置上开展的偏滤器Ar杂质注入实验进行观测。结合NIST原子光谱数据库对2～50 nm范围内不同电离态Ar的线光谱进行了谱线识别,识别出Ar Ⅳ,Ar Ⅸ-Ⅺ,Ar ⅩⅣ-ⅩⅥ等若干个电离态的谱线。为了同时观测等离子体不同区域的Ar杂质行为,在杂质注入实验时重点监测Ar ⅩⅥ35.39 nm(Ar ⅩⅥ电离能918.4 eV,主要分布在等离子体芯部)和Ar Ⅳ44.22 nm(Ar Ⅳ电离能9.6 eV,主要分布在等离子体边界)这两条谱线。利用该两条谱线强度随时间演化的结果初步分析了偏滤器杂质屏蔽效应。在同一充气口不同等离子体位形下的实验结果表明偏滤器对于从偏滤器区域注入Ar杂质的屏蔽效果优于从主等离子体区域注入,并且下偏滤器及内冷泵的综合粒子排除能力优于上偏滤器。     

A differential pumping system to deliver windowless VUV photons at atmospheric pressure

In order to deliver VUV (vacuum ultraviolet) photons under atmospheric pressure conditions, a differential pumping system has been built on the DISCO beamline at the SOLEIL synchrotron radiation facility. The system is made of four stages and is 840 mm long. The conductance‐limiting body has been designed to allow practicable optical alignment. VUV transmission of the system was tested under air, nitrogen, argon and neon, and photons could be delivered down to 60 nm (20 eV).     

Pattern design in large area using octadecyltrichlorosilane self-assembled monolayers as resist material

Various clean complicated micro-pattern designs based on n-octadecyltrichlorosilane (OTS) self-assembled monolayer (SAM) on silicon substrates have been realized in large area by using vacuum ultraviolet (VUV) light irradiation at the wavelength of 172 nm. The degradation process of the alkylsilane SAM with irradiation time evolution has been traced by using ellipsometry, water contact angle measurement and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques in detail. The results indicate that the SAM can be completely removed in several minutes by the irradiation of the shorter wavelength vacuum ultraviolet light. Furthermore, the ability of the OTS-SAM as resist for chemical etching has also been demonstrated.     

EAST高时空分辨极向弯晶谱仪系统的升级及初步实验结果

为了拓宽等离子体参数测量范围,对EAST极向弯晶谱仪(PXCS)进行了升级改造。配合高通量大面积水冷固体探测器,提高了极向弯晶谱仪系统的光子计数率、时间分辨率、空间探测范围以及长时间运行稳定性,并在EAST装置上成功运行。实验结果表明,升级后的谱仪获得了高信噪比的类氦氩离子的母线及其一系列伴线谱,通过光谱拟合分析给出了等离子体温度时间演化及其剖面信息,测量结果与切向弯晶谱仪的数据一致,验证了极向弯晶谱仪的升级结果和数据测量的可靠性,并且在EAST长脉冲实验运行也能够稳定地提供全时间的参数分布。     

Photoreflectance system based on vacuum ultraviolet laser at 177.3 nm

Photoreflectance (PR) spectroscopy is a powerful and non-destructive experimental technique to explore interband transitions of semiconductors. In most PR systems, the photon energy of the pumping beam is usually chosen to be higher than the bandgap energy of the sample. To the best of our knowledge, the highest energy of pumping laser in reported PR systems is 5.08 eV (244 nm), not yet in the vacuum ultraviolet (VUV) region. In this work, we report the design and construction of a PR system pumped by VUV laser of 7.0 eV (177.3 nm). At the same time, dual-modulated technique is applied and a dual channel lock-in-amplifier is integrated into the system for efficient PR measurement. The system's performance is verified by the PR spectroscopy measurement of well-studied semiconductors, which testifies its ability to probe critical-point energies of the electronic band in semiconductors from ultraviolet to near-infrared spectral region.     

分子在真空紫外区的相干辐射光谱及转动温度的测量

本文报道的是作者利用分子作为介质,通过非线性光学过程（四波和频,三次谐波）在真空紫外波段产生宽带可调谐相干光的理论和实验研究及其结果,实验产生的宽波段可调谐激光输出为建成完备的小型真空紫外激光光源奠定了基础。此文还报道了作者用该光源在XUV波希成功测量分子转动温度的方法和结果。     

宽波段高分辨率小型紫外成像光谱仪光学系统研究

结合小型紫外光谱仪器设计原理对紫外成像光谱仪进行了研究。以离轴抛物镜为望远镜,超环面光栅为成像光谱系统设计了系统方案;该光学系统的优化设计就是对超环面光栅的参数设计。分析了光栅的光程函数和像差方程,总结了单超环面光栅结构的完善聚焦条件和完善成像条件;这两种条件无法在代数计算下得到完善代数解,限制了光谱仪的工作波段和视场,引入遗传算法解决了这个问题。以一工作波段为200~280 nm的日盲紫外成像光谱仪为例对设计理论进行验证,根据优化理论计算了初始结构最优解并进行光线追迹模拟,成功得到了F数为5.7,焦距为102 mm,全视场全波段调制传递函数值在奈奎斯特频率(20 lp·mm-1)下大于0.65的高分辨率成像光谱仪光学系统。设计结果表明这种光学系统设计理论适用于小型宽波段高分辨率紫外成像光谱仪。