消像散掠入射光栅光谱仪和激光等离子体极紫外发射光谱

本文描述了自制的带环面镜的消像散掠入射球面光栅谱仪的设计和性能,并报告了利用它在20～120(?)波层范围观(?)铍,碳氟二锂和氟化钙的激光等与子体极紫外发射光谱的实验结果.     

时空分辨透射光栅谱仪及其应用

本文介绍了时间分辨透射光栅谱仪和空间分辨透射光栅谱仪的结构、原理和实验技术。给出了利用这两种谱仪在惯性约束聚变实验研究中获得的典型结果。     

一种宽波段掠入射平场谱仪的概念设计

等离子体辐射的谱线中包含着等离子体状态的大量信息。因此,探测等离子体状态参数的最有效手段之一就是等离子体辐射的谱线测量。现有的软X射线掠入射平场谱仪由于受到已有掠入射变间距凹面反射光栅的限制,在保持平焦场的情况下,可测量波段范围只有5~40 nm。为了扩展掠入射XUV平场谱仪的测谱范围,首先编制了掠入射变间距凹面反射光栅的光路追踪程序。然后与文献[6]同样条件下的结果进行了数值比较,结果表明我们的程序计算结果与Harada等的结果符合的非常好,从而验证了所编制光路追踪程序的可信性。最后利用所编程序对不同掠入射条件下变间距凹面反射光栅的平焦场变化情况进行了详细的数值研究。通过计算和分析表明,在保持软X射线波段范围5~40 nm为平场不变的情况下,在45~80 nm的超紫外线波段范围内找到了一个满足平焦场条件的平场面直线方程为y=-2.50x+661.11的平场面,从而利用一块掠入射凹面光栅就可以将掠入射平场谱仪的波长范围从5~40 nm扩展到5~80 nm。这个结果即从理论上论证了将传统的掠入射平场谱仪从软X射线波段扩展到超紫外线(XUV)波段的可行性,也为提高了掠入射平场凹面光栅的使用性提出了新的设计思路。     

用平场光栅谱仪现场标定5FW X光底片

采用像散模式的平场光栅谱仪作为分光元件，点状镁激光等离子体Ｘ射线源为原始光源，获得均匀线性单色较Ｘ射线再生源，在此基础上，用多阶梯衰减膜为相对曝光强度标尺，现场标定了上海感光胶片厂生产的５ＦＷ无保护膜Ｘ光底片，给出了５．０ｎｍ～８．０ｎｍ间的底片响应特性。     

平场光栅谱仪相对衍射效率测量

以激光碳等离子体作为软X射线源,同时用平场光栅谱仪、常栅距光栅谱仪测量了类氢和类氦离子谱线强度,以一级谱线强度为标准,给出了平场光栅谱仪高级次光谱的相对衍射效率。     

平场光栅谱仪相对衍射效率测量

 以激光碳等离子体作为软X射线源,同时用平场光栅谱仪、常栅距光栅谱仪测量了类氢和类氦离子谱线强度,以一级谱线强度为标准,给出了平场光栅谱仪高级次光谱的相对衍射效率。     

宽谱高分辨平场凹面全息光栅光谱仪设计

为了获得宽谱、高分辨的平场凹面全息光栅,将全息凹面光栅理论、遗传算法、衍射级次空间共用和同时消像差思想融合在一起,提出设计宽谱、高分辨平场凹面全息光栅的方法,给出了实际设计步骤。通过Zemax软件光线追迹仿真具体实例,给出了200～800nm波段的点列图变化曲线[均方根(RMS)约为11μm],以10μm×1mm狭缝入射,其光照度光谱图显示光谱分辨率在200～400nm波段为0.25nm,在400～800nm波段为0.5nm。该方法可以用于设计小型化、实用化的宽谱和高分辨平场凹面全息光栅光谱仪光学系统。     

金激光等离子体的空间分辨X射线发射谱及其应用

在星光II激光装置上,采用PET平面晶体谱仪与宽20μm的狭缝构成一维空间分辨光谱测量系统,对金平面靶激光等离子体进行观测,获得了沿靶面法向一维空间分辨的金M带发射谱。在实验谱中观察到了Au元素类Ni离子的电四极跃迁线3p63d10(1S0) 3p53d104d(3/2,5/2)J=1。利用电四极跃迁线对电子密度的敏感特性,开展了金激光等离子体电子密度诊断的尝试,确定出利用该谱线进行电子密度诊断的有效范围大致在1019～4.5×1021cm-3之间。     

HIREFS谱仪在类氖钛软X射线激光中的应用

介绍了掠入射高分辨平焦场HIREFS（High Resolution Erect Field Spectrometer）谱仪的主要结构和性能。采用预脉冲实验技术,使用该谱仪对线聚焦条件下钛靶的轴向空间分辨谱进行了研究,得到了类氖钛32.6nm软X射线激光强线的空间分布信息。     

带超环面镜的掠入射光栅谱仪测试系统响应特性模拟分析

指出了文献[1]在物理概念上和公式推导中的错误,并在订正了这些错误之后,考虑了实际的激光等离子体光源的几何尺度和线状等离子体的安排,对在复合泵浦X激光增益实验中所使用的带超环面镜X光中继元件的掠入射光栅光谱仪系统进行了全面的模拟计算.结果表明,作者所使用的带超环面镜的X光增益测试系统,其因离焦而导致的非线性效应是完全可以忽略的,系统的空间分辨能力的下降也是非常小的,从而否定了文献[1]中的结论,表明作者在X激光增益测量实验中所使用的带超环面镜X光中继元件的掠入射光栅光谱仪系统是完全可靠的.     

掠入射平场光栅谱仪消级次重叠技术的实验研究

利用掠入射反射短波截止原理,成功地实现了平场光栅谱仪的无级次重叠摄谱.实验结果表明,利用该方法来消除平场光栅谱仪中短波长的高级谱对所考察波段的一级谱的影响是简便而有效的.实验获得了镁激光等离子体在4.4～5.6nm,5.9～11.8nm,7.0～14.0nm三个不同波段的近似的纯一级谱.     

斜入射条件下光栅衍射现象的分析

分析和研究了在特殊斜入射条件的光栅衍射现象,并阐明了在利用光栅测量波长实验中由于特殊斜入射所引起的系统误差。     

Microstructure and strain analysis of GaN epitaxial films using in-plane grazing incidence x-ray diffraction

This paper investigates the major structural parameters,such as crystal quality and strain state of (001)-oriented GaN thin films grown on sapphire substrates by metalorganic chemical vapour deposition,using an in-plane grazing incidence x-ray diffraction technique.The results are analysed and compared with a complementary out-of-plane xray diffraction technique.The twist of the GaN mosaic structure is determined through the direct grazing incidence measurement of (100) reflection which agrees well with the result obtained by extrapolation method.The method for directly determining the in-plane lattice parameters of the GaN layers is also presented.Combined with the biaxial strain model,it derives the lattice parameters corresponding to fully relaxed GaN films.The GaN epilayers show an increasing residual compressive stress with increasing layer thickness when the two dimensional growth stage is established,reaching to a maximum level of-0.89 GPa.     

微晶硅薄膜的表面粗糙度及其生长机制的X射线掠角反射研究

采用等离子体增强化学气相沉积技术沉积一系列处于不同生长阶段的微晶硅薄膜.通过同步辐射X射线掠角反射技术研究微晶硅薄膜的表面粗糙度随时间等的演化，探讨微晶硅薄膜的生长动力学过程及其生长机制.研究结果表明，在衬底温度为200 ℃，电极间距为2 cm，沉积气压为6.66×1０² Pa，射频功率密度为0.22 W/cm²，氢稀释度分别为99%和98%的沉积条件下，在玻璃衬底上生长的微晶硅薄膜生长指数β分别为0.21±0.01和0.24±0.01.根据KPZ模型，微晶硅薄膜的生长机制为有限扩散生长. 关键词： X射线掠角反射 微晶硅薄膜 表面粗糙度 生长机制     

Fiber Bragg grating and its application in external cavity semiconductor laser

The FBG-ECL fabricated using the interactions of laser diodes with fiber Bragg gratings has important role in optical communications. In this paper the comparison analysis of fiber Bragg grating and it's application in FBG-ECL are described in detail. The important parameters such as the bandwidth, SMSR and optimal output power of the FBG-ECL were analyzed deeply in the paper. The influence of the two important parameters (the residual reflectivity and external cavity length) on the FBG-ECL characteristic was given.     

大口径多层介质膜光栅衍射效率测量及其在制作工艺中的应用

多层介质膜光栅是高功率激光系统的关键光学元件.为了满足国内强激光系统的迫切需求, 在大口径多层介质膜光栅的研制过程中,建立了单波长自准直条件下的衍射效率测量方法及其误差分析. 结果表明误差主要由探测器的噪声和测试人员的差异产生,对衍射效率测试精度的影响是±1%. 在此基础上,将光栅衍射效率及其分布测量技术应用于光栅制作工艺中, 作为大口径光栅无损检测的一种手段,如判断光栅掩模是否能进行离子束刻蚀、 离子束刻蚀的在线监测和是否需要再刻蚀,从而实现对大口径多层介质膜光栅离子束刻蚀过程的定量、 科学控制,提高了离子束刻蚀光栅制作工艺的成功率.利用上述技术,已成功研制出多块最大尺寸为 430 mm× 350 mm、线密度1740线/mm、平均衍射效率大于95%的多层介质膜光栅. 实验结果表明,该方法操作简单、测量快速准确,不必检测光栅微结构. 为大口径多层介质膜光栅研制的无损检测工程化奠定了基础.     

A vibrational spectroscopic investigation of rhodanine and its derivatives in the solid state

Raman and infrared spectra are reported for rhodanine, 3‐aminorhodanine and 3‐methylrhodanine in the solid state. Comparisons of the spectra of non‐deuterated/deuterated species facilitate discrimination of the bands associated with N H, NH₂, CH₂ and CH₃ vibrations. DFT calculations of structures and vibrational spectra of isolated gas‐phase molecules, at the B3‐LYP/cc‐pVTZ and B3‐PW91/cc‐pVTZ level, enable normal coordinate analyses in terms of potential energy distributions for each vibrational normal mode. The cis amide I mode of rhodanine is associated with bands at ∼1713 and 1779 cm⁻¹, whereas a Raman and IR band at ∼1457 cm⁻¹ is assigned to the amide II mode. The thioamide II and III modes of rhodanine, 3‐aminorhodanine and 3‐methylrhodanine are observed at 1176 and 1066/1078; 1158 and 1044; 1107 and 984 cm⁻¹ in the Raman and at 1187 and 1083; 1179 and 1074; 1116 and 983 cm⁻¹ in the IR spectra, respectively. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

复合金属光栅模式分离与高性能气体传感器应用

为实现近红外波段表面等离子体共振(SPR)模式的分裂和移动, 同时提高光栅基SPR传感器的品质因数, 提出了一种由双金属光栅构成的新型复合结构光栅, 并研究了其气体传感特性. 运用有限时域差分算法对该结构进行了数值模拟, 发现由复合金属光栅激发的SPR出现模式分裂的现象. 通过增大双金属光栅阵列间的相对位移改变原结构的对称性, 导致复合金属光栅分裂的SPR模式朝相反方向移动. 当相对位移量进一步增大到双光栅合并成新的单一光栅时, 随光栅结构对称性的恢复, 分裂的两共振模式最后又重新合并为一个模式. 如果待测物的折射率为1.01≤n_a≤1.05, 当相对位移量为0时, 基于复合光栅结构气体传感器的折射率灵敏度为1207.5 nm/RIU, 且品质因数达到1290.7; 当相对位移量为100 nm时, 与双共振模式对应的折射率灵敏度分别为1205.0 nm/RIU和1210.0 nm/RIU, 品质因数分别为1295.4和762.3. 因此, 复合光栅SPR传感器具有超高品质因数的性能, 使得它在生物化学传感领域中有巨大的应用潜力.