基于X射线衍射仪的X光晶体本征参量的标定

X光晶体本征参量的实验标定是准确鉴定X光晶体种类和品质,研制各种类型晶体谱仪,X光线谱定量测量和高分辨X光单能成像的基础.基于X射线衍射仪,通过制作平面晶体样品架,采取控制X射线管电源、滤波片选取和厚度控制等措施,极大地抑制了Cu-KJ3及韧致辐射,使X射线管光源Cu-Kα单能化,提出了用滤片作为光源单能化的判据.对X光线谱测量中常用的X光分光晶体季戊四醇[PET(002)]的晶格常量2d和Cu-Ka能点的积分衍射效率R.进行了标定方法研究,其标定值分别为(0.87425±0.00042)nm和(1.759±0.024)×10-4 Rad.基于X射线衍射仪的X光晶体本征参量的精密实验标定方法既快速高效,且十分方便和灵活.通过更换衍射仪的X射线管靶材,采取类似方法,可以标定其它能点的晶体积分衍射效率,可为X光晶体的本征参量库提供更多的标定数据.     

X射线衍射仪记录仪集成电路改装

X射线衍射仪是近代物理实验室晶体结构分析的重要仪器．原Y—ZA型X射线衍射仪记录仪的定标器、计数电路、定时电路、控制电路单元均是分立元件组成．我们利用现有国产集成电路进行改造，使之集成化．一、计数脉冲的形成X射线衍射仪的辐射探测器采用盖革一弥勒计数管，其构造如图1所示．计数管是圆柱形的密闭充气容器．自淬灭式计数管管内抽成真空，然后充人惰性气体及有机气体或卤素气体．管中央是一根极细的阳极，周围是套简式阴极．阳极端加高压1000V至1500V·当X射线射人管内时就会产生气体分子电离．电子在电场作用下获得很大的动能…     

X射线粉晶衍射仪的今天和明天

超能探测器(X’Celerator)的研制成功给X射线衍射仪的制造技术带来了革命性发展，录谱速度提高了100倍．而预校准光路模块化技术，使得各种测试功能可以在数分钟内准确地更换，无须重新调整光路，从而使长期以来一机多功能的期望得以实现．各种新型光学模块使得X射线衍射仪的利用率成倍提高，可以在短时间内获得高质量的衍射数据．新软件的推出，可以快速、准确、全面地给出相关衍射数据．     

一种点光源的自适应束斑X射线衍射仪的研制

为同时实现微米量级待测区域和毫米量级待测区域的物相分析,以及对表面不平整样品准确的物相分析,本实验室结合X射线衍射技术、CCD相机成像技术和毛细管微会聚X光调控技术,研制了一款能根据待测区域大小自适应调节照射X射线束斑直径的点光源X射线衍射仪Hawk-Ⅱ,其主要组成包括X射线源系统、六维联动运动系统、CCD相机、X射线探测系统和基于LabVIEW的软件控制系统.为验证设备的可行性,对表面不平整的人民币五角硬币进行分析,发现Hawk-Ⅱ测得的衍射图与标准PDF卡基本一致,而帕纳科X-Pert Pro MPD测得的衍射图最大偏移角度高达0.52°.对清代红绿彩瓷白釉和表面镀Cu,Fe的纳米材料采用不同直径的X射线束进行分析,发现白釉的晶体分布较为均匀,而纳米材料的表面镀膜不均匀.应用Hawk-Ⅱ分析一片西汉青铜,根据其锈蚀点的大小自适应调节照射X射线束斑直径,从而实现了物相的精确分析.由分析结果可知,Hawk-Ⅱ不仅拥有准确分析不规则样品的能力,而且拥有从微米级到毫米级待测区域的物相分析能力,并兼具能量色散X射线荧光分析功能,在诸多领域具有广泛的应用前景.     

用X射线衍射仪验证康普顿效应的实验研究

充分利用多晶X射线衍射仪的衍射、单转、定时计数、叠扫等功能测量数据,采用3种实验测量方法验证了康普顿散射波长的位移公式,分析了不同测量方法对实验结果的影响.     

用X射线衍射仪测量普朗克常量

讨论了用X射线衍射仪测量普朗克常量的误差来源和改进方法.由于仪器结构和所用透明单晶样品对谱线的展宽效应使不同电压对应的最短波长测量值减小,在计算普朗克常量时应对实验测量的各最短波长进行修正.结果表明用修正的最短波长拟合得到的普朗克常量与理论值基本一致.     

高分辨率多晶多反射X射线衍射仪在半导体材料分析中的应用

用高分辨率多晶多反射Ｘ射线衍射仪进行衍射空间的二维扫描是目前非损伤性表生半导体材料质量的手段之一。不同质量的材料在二维衍射空间中的衍射图形状不同。本文以ＧａＡＳ／ＡｌＧａＡｓ为例，展示了如何利用Ｘ射线的二维衍射空间图的形状来定性地分析半导体单晶样品的宏观弯曲，微观倾斜，组分梯度，应变，弛豫以及平行于界面的连续性等问题。     

参量放大器腔中光力诱导透明与本征模劈裂性质

研究了在含有光学参量放大器的光力学腔中关于弱探测光的光力诱导透明与本征模劈裂的性质.研究发现,光学参量放大器的驱动场相位和非线性增益值的大小对光力诱导透明窗口宽度和本征模劈裂性质有非常重要的影响,特别是当控制光频率工作在光力学红边带下,通过适当调制相位和非线性增益可以实现比空腔时(没有光学参量放大器时)还狭窄的光力诱导透明窗口,此时伴随着陡峭的色散曲线.这些研究结果有利于在光力耦合系统中实现快慢光、光存储等量子信息处理过程.     

用X射线衍射仪测量康普顿散射的波长改变

详细阐述了利用多晶X射线衍射仪测量康普顿散射射线波长的实验方法和实验结果.     

实验室晶体积分衍射效率标定方法研究

基于X射线衍射仪运行的稳定性和角度的精密控制能力,以平面季戊四醇(PET)晶体为样品,对晶体的积分衍射效率标定方法进行了实验研究。实验的光源是Cu靶X射线管,通过适当选取镍滤片和精细控制管电压,极大地抑制了Kβ线谱和韧致辐射,实现了Kα线能量单色化。正比计数器前端的狭缝是0.05mm,采用0.001°的步进角度对源强和Kα线衍射峰分别进行扫描。数据处理后得出在Cu的Kα线能点(8047.823eV)处,该平面PET晶体的积分衍射效率是(1.759±0.002)×10-4 rad。实验结果表明该方法可以在实验室条件下快速、方便地完成平面晶体积分衍射效率的标定。     

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。     

平面晶体积分衍射效率实验标定

 平面晶体谱仪是激光等离子体X光光谱重要诊断设备之一,X光光谱的半定量或定量化诊断需要对平面晶体的一些重要参数如积分衍射效率、晶体扭摆曲线半高宽等进行标定。利用北京高能物理研究所同步辐射室的3B3中能束线作为X光光源,对PET平面晶体进行了实验标定,并对实验标定结果进行了分析,得到了2.1~6.0 keV范围内各能点处的晶体衍射效率。实验结果与其它文献符合得很好。     

X射线成像板衰退曲线标定

在实验室衍射仪平台上,开展了以富士公司SR-2025型成像板为样品的标定实验,获得了该样品随时间变化的信号强度衰退曲线.实验以铜靶X射线管为光源,经过三羟甲基甲胺晶体(Trihydroxymethylaminomethane,TAM)分光得到Cu-Kα单能特征辐射.在实验环境温度为(20±1)℃、光源稳定、成像板空间响应均匀、信号强度线性响应等条件下,在不同时刻对成像板上不同位置进行曝光,扫描后获得成像板对单能特征X射线的衰退曲线.对测到的衰退曲线进行数值拟合及不确定度分析,发现其与国外的研究结果符合得较好.实验数据表明,X射线光源的不稳定性为0.7%,成像板的空间非均匀性小于1%,并且对信号强度呈优异的线性响应;在Cu-Kα的8 027.84eV能点处,成像板的衰退曲线呈指数形式η(t)=0.368 84·exp(-t/159.647 56)+0.633 72缓慢衰减,在可见光屏蔽良好条件下曝光125min后X射线信号仍有80%的强度.     

氢气放电中X射线测量的能量刻度

在用微机多道测量氢气放电中的异常X射线能谱时,需要准确地给出各新谱线峰位的能量值,它由刻度求得的谱仪系统的零点和道数一能量转换系数给出,本文通过实验比较了能量刻度的四种方法:道数一能量关系直线外推法;脉冲幅度一道数关系直线外推法;双能X射线源法;特征X射线法.比较结果说明:用道数一能量直线外推法进行刻度最为准确,当能量大于2.0 keV时,其能量刻度不确定度小于2%.     

软X射线分光晶体KAP的反射率特性

弯晶谱仪是激光等离子体软X射线的有效诊断工具,KAP是弯晶谱仪的分光晶体之一.利用原子散射因子和结构因子分量,以及镶嵌晶体模型计算KAP的积分反射率,表明KAP的积分反射率与波长有关,先随波长增大而减小,后随波长增大而增大.此外,还计算了KAP的峰值反射率、半最大值宽度、能量宽度和能量分辨率,表明峰值反射率和能量分辨率随波长增大而减小.     

X光胶片响应曲线的实验标定

 介绍了天津ⅢX光胶片在北京同步辐射源3W1B装置上进行绝对响应标定的一种实验方法。实验中采用快门控制曝光时间,标准探测器记录积分光强,从而得到胶片接收到的绝对光强,并用黑密度计扫描胶片得到光学黑密度。数据处理中通过对快门响应的标定和对光源分布不均匀性的处理来减小光强的不确定度。实验得到了胶片在1 keV和1.5 keV两个能点绝对光强与黑密度之间的绝对响应实验数据,并用Henke的理论公式拟合得到绝对响应曲线。