软X射线能谱定量测量技术研究

采用每毫米1000线的自支撑透射光栅配上背照射软X射线CCD(charge coupled device)组成了透射光栅谱仪,利用北京同步辐射装置(BSRF)3W1B光束线软X射线实验站上X射线源分别对透射光栅的衍射效率和软X射线CCD的响应灵敏度进行了准确的实验标定,获得了150eV到1500eV能区的绝对衍射效率和响应灵敏度的实验结果;同时在国内外研究工作的基础上,发展了自己的透射光栅衍射效率理论计算模型和X射线CCD响应灵敏度计算模型,开展了相应的理论计算和实验标定结果比对工作,理论和实验符合较好,     

X光CCD响应特性研究

 在北京同步辐射源上建立了X光CCD(Charge-Coupled Device)量子效率实验标定方法，获得了150eV至1500eV能区范围多个X光能点的量子效率实验结果，发展了X光CCD量子效率简化计算模型，并对X光CCD表面油沾污对量子效率的影响进行了实验研究和修正。结果表明经过油沾污修正后的简化理论模型计算结果与实验标定结果符合较好。     

X射线条纹相机阴极制备及其绝对标定

为了提升X射线条纹相机阴极性能,提出了一种X射线条纹相机阴极的制作方法,采用此方法制作的阴极衬底薄膜使用聚碳酸酯作为原材料,厚度仅为300nm,可较大程度降低对X射线的C吸收边效应,对提升阴极性能具有较大益处。利用北京同步辐射光源(BSRF)对制作的Au阴极和CsI阴极进行了绝对标定,给出了两种阴极在60~5500eV能区范围内的绝对谱响应灵敏度,标定结果表明CsI阴极在60~5500eV整个能区范围内都具有较高的谱响应灵敏度,即使在C吸收边位置谱响应灵敏度也只降低了约90%,表明阴极性能得到较大提升。     

用于激光等离子体中X射线测量的单光子计数型CCD的标定

 介绍了单光子计数型CCD的工作原理。实验选择参数准确的X射线放射源前向辐照CCD的像元面，计数由此产生；通过积分获得X射线的强度分布，在CCD处于单光子计数状态下，扣除本底信号，得到该型CCD产生一个计数所需的光子能量，约6.453 eV。标定了该型CCD的探测效率。结果表明：在单光子计数型CCD的有效能区内，对于不同能量的入射光子，其探测效率不同，在5.3 keV处获得最高探测效率66％；随着能量的增大，探测效率降低。标定结果可为激光等离子体研究中定量测量X射线光谱提供实验参考。     

软X光平面镜反射率标定实验

报道了掠入射软X光平面镜反射率标定实验。实验利用北京同步辐射装置 (BSRF) 3W 1B束线及反射率计靶室 ,在束流 35mA～ 110mA、贮存环电子能量 2GeV专用光运行模式下 ,在 5 0eV～ 85 0eV能区分四个能段 ,进行了 5°掠入射Ni平面镜反射率标定实验。标定过程中用高灵敏度无死层的硅光二极管代替X射线二极管作探测器 ,输出信号提高 2～ 3个量级 ,可标定能区从 15 0eV～ 2 70eV拓展到 5 0eV～ 85 0eV ,给出了完整的 5°Ni平面镜反射率标定曲线。最后把实验数据与理论计算作了比对并进行了分析。     

软X光能谱仪探测元件响应曲线标定

报道了软X光能谱仪探测元件的能量响应曲线标定工作.实验利用北京同步辐射装置–3W1B束线及反射率计靶室,在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下,在150—1500eV能区的四个能段,做了铝阴极X射线二极管、滤光片及掠入射平面反射镜能量响应标定实验.通过实验数据比对及分析,最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围.     

软X光能谱仪探测元件晌应曲线标定

报道了软X光能诺仪探别元件的能量响应曲线标定工作．实验利用北京同步辐射装置-3W1B束经及反射率计靶室，在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下，在150—1500eV能区的四个能段，做了铝阴极X射线二权管、滤光片及擦入射平面反射镜能量响应标定实验，通过实验数据比对及分析，最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围。     

错位双光栅色散元件设计及衍射效率研究

设计了一种错位双光栅色散元件,与条纹相机耦合实现了0.1~5keV范围X射线时间分辨谱的测量.该色散元件由2 000lp/mm和5 000lp/mm两块子光栅在空间错位排布而成,低密度光栅测量低能段软X射线(100~1 000eV),高密度光栅测量中能段软X射线(1 000~5 000eV),通过空间错位实现能谱拼接.在同步辐射源上使用单色能点对其进行标定,获得了错位双光栅衍射效率的实验结果.根据光栅的结构特性,结合标定结果与严格耦合波分析理论,计算得到了100~5 000eV能区光栅的绝对衍射效率曲线,并给出了错位双光栅的解谱方法.该错位双光栅能够有效提升透射光栅谱仪的性能,为高温等离子体诊断提供宽谱X射线时间分辨谱定量测量.     

北京同步辐射装置4B7B软X射线标定束线的性能研究及应用

描述了在北京同步辐射装置(BSRF)4B7B软X射线上,通过多种方法进行高次谐波抑制,采用复合滤片消除高能区低能X射线等性能改进方法使光源的高次谐波含量小于1%、能量分辨优于3000,无杂散光。在4B7B光束线上开展了X射线探测器(XRD)灵敏度、平面镜反射率和滤片透射率的标定方法研究,XRD灵敏度标定不确定度优于3%,平面镜反射率标定不确定度小于3.5%,滤片透射率标定不确定度优于1%。     

软X射线条纹相机透射式Au与CsI阴极谱响应灵敏度标定

本文利用北京同步辐射光源(BSRF), 提出了对条纹相机Au和CsI透射阴极谱响应灵敏度进行绝对标定的方案, 给出了在60—5500 eV能区的绝对谱响应灵敏度, 标定不确定度好于10%. 同时, 基于Henke等人的计算模型, 给出了透射阴极的相对谱响应灵敏度, 并且进行了CH支撑衬底X射线透过率的修正. 结果表明标定值与理论值符合较好.     

X光CCD响应特性

在北京同步辐射源上建立了Ｘ光ＣＣＤ量子效率实验标定方法,获得了１５０ｅＶ～１５００ｅＶ能区范围多个Ｘ光能点的量子效率实验结果,发展了Ｘ光ＣＣＤ量子效率简化计算模型,并对Ｘ光ＣＣＤ表面油沾污对量子效率的影响进行了实验研究和修正。     

Application of a newly developed CCD for spectral-width measurements of a 53 eV germanium laser

We report the application of a soft X-ray CCD for X-ray laser experiments. A newly developed CCD which has a thinned protection layer (SiO₂) of about 0.2 m was attached to a grazing incidence spectrometer with a resolving power of 16000 in order to measure high-resolution spectra of a germanium soft X-ray laser. Clear spectra have been recorded with a high sensitivity in the energy range between 51 eV (240 Å) and 55 eV (225 Å). In addition to the two strong lasing lines at 236 Å and 232 Å, more than 20 weak spontaneous emission lines have been recorded in this energy range. The spectral width of the 236 Å lasing line is approximately 20.5 mÅ at the full width at half maximum. It is shown that this direct X-ray detection system has a spatial resolution of about 1/10 of the CCD pixel size in this spectral measurement.     

皮秒分幅相机在Z箍缩实验光谱测量中的应用

 在Angara-5-1装置进行的中俄联合Z箍缩实验中,通过在皮秒分幅相机针孔上粘贴不同种类和厚度的滤片,并利用皮秒分幅相机的光谱响应特性,对丝阵靶实验中产生的强脉冲软X光进行拍照,获得了各种负载不同能段的X光分幅像。通过对皮秒分幅相机和2.3 mm厚formvar膜滤片的光谱响应特性分析,以及对同一时刻粘贴2.3 mm厚formvar膜滤片和未粘贴2.3 mm厚formvar膜滤片两幅图像径向辐射强度波形的对比,确定出获取的X光辐射图像的能谱范围:不加formvar膜滤片的X光辐射图像光子能量大于70 eV,加formvar膜滤片的X光辐射图像光子能量大于150 eV,同时还确定出图像各部分的光子能量分布。     

D. CCD视频技术、等离子体诊断和脉冲辐射摄影

本文对CCD摄象技术、等离子体诊断和脉冲辐射摄影的国内外最新发展作了评述,并涉及到在高技术领域的应用。     

4B9B束线低能分支的性能改进

分析了北京同步辐射实验室4B9B原束线低能分支的构造及弊病,在不影响束线高能分支性能及总体机械结构的基础上提出了改进方案.详细介绍了该设计方案和光束线调试工作及出光后束线的性能测试工作,该测试结果完全符合束线的设计.该束线在同步辐射专用光实验中充分发挥了改进后的优势,取得了令人满意的结果     

Electron stimulated desorption of oxygen from nickel

Electron Stimulated Desorption (ESD) of O⁺ ions from oxygen-covered Ni(100) has been investigated at 390 K and 500 eV primary energy. The ion energy distribution is found to peak at 7.5 eV and to extend to 11 eV, over our whole exposure range (0–1000 L). The 7.5 eV peak height as a function of exposure shows that desorption takes place both in the chemisorption and the oxidation region. Emission of O⁺ occurs preferentially along the surface normal, with a base width of ≈ 60°. No azimuthal structure is observed. Additional electron energy dependent measurements clearly show a threshold near the oxygen 2s level.     

An electron energy loss spectroscopy study of the conductivity of polar ZnO surfaces

The surface conductivity of the polar ZnO faces was changed by exposure to H and O₂, by Ar ion bombardment and by heat treatments. Simultaneous studies of the corresponding Electron Energy Loss Spectra in the range 3–20 eV surprisingly indicated that the lowest energy state, at 3 eV, was not involved in these conductivity changes. The only states that could be involved were at 5.3 and 14.3 eV.