X光激光器

激光研究中的一个重要目标是发展X光激光器.在过去十年里,激光物理学家一直在寻求产生超紫外线(EUV)和软X光(SXR)波长的相干辐射.目前已获得了几种强X光辐射源,包括同步回旋加速器辐射源和单脉冲激光产生的等离子体.然而这两种源都只能产生部分相干的辐射,与此相比,X光激光器能产生亮度高十个量级的相干辐射. 毋庸置疑,极短波长的激光作为一个新领域引起了人们的极大关注.它具有波长短、脉宽窄、亮度高、单色性和相干性好的特点,这将对生物学、物理学、化学和材料科学产生重大影响.美国“星球大战”计划的倡导者也对X光激光武器寄以重…     

一种透射式软X光带通方法研究

基于微通道板(MCP)X射线光学, 提出了一种透射式软X光带通方法. 通过三种通道结构的MCP-X光传输特性比较, 给出了带通设计方法. 利用北京同步辐射装置开展了方孔MCP和滤片标定. 结果表明, MCP透射谱具有宽能带选择范围和高效率的特点, 并且在1 keV以下可以在多个多能点实现100 eV带宽的带通设计. 关键词： X射线光学 微通道板 软X光带通     

反射镜多靶串接增益饱和软X光激光实验

利用Mo/Si多层膜软X光反射镜实现了类氖锗软X光激光的双程放大,在顺接双靶总长28mm时,加与不加反射镜相比,软X光激光输出强度增强了40倍左右,已接近饱和;光束发散角减小,增益区厚度变薄,光束的空间相干性改善。当串接四靶总长为56mm时,加与不加反射的软X光激光输出强度没有明显的差异,表明已达到深度的增益饱和。     

多层膜软X光反射镜的研制

本文介绍了镍-碳多层膜软X光反射镜的设计与制造方法,特别是膜厚监控法.用俄歇谱仪分析了一个样品的剖面情况;对一些样品在1.54(?)的衍射特性和在软X光区的反射率进行了测量并与理论计算结果作了比较.     

强脉冲软X光辐照薄塑料闪烁体发光特性研究

 介绍了Z-pinch实验用软X光功率仪的测量原理，利用“强光一号”产生的强脉冲软X光对薄塑料闪烁体(Ø40 mm×0.1 mm)进行了辐照。实验中，采用两套软X光功率仪并安装在同一个大法兰面上，其中一套作为标准系统，参数保持不变，另一套系统的狭缝宽度逐渐增加，以改变软X光辐照到闪烁体上的能量通量密度。测量了软X光的辐射功率，由此计算得到在强脉冲软X光辐照下发光线性输出时能量通量密度下限，为1.47×10⁵ W/cm²，为以后在Z-pinch物理诊断中合理安排探测系统提供了实验依据，使诊断结果更加合理和准确。     

高功率密度软X射线在X光导管中传输效率测量

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线（6×10^6～1．5×10^7W／cm^2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1．2×10^7W／cm^2时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16．3％。在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚柬透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2．1×10^9W／cm^2的宽能带的软X光源。     

双盘靶X光辐射的实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上,利用三倍频激光辐照双盘靶,采用两台软X光谱仪分别对初级和次级辐射的X光谱进行测量,研究X光谱在次级得到改造的特性,并对实验结果进行简单的物理分析,实验表明,次级辐射X光谱与初级的X光谱相比得到了软化,采用X光条纹相机测量双盘靶等离子体喷射的时空扫描图像,结果说明,由于双盘距离较近,初、次级喷射的等离子的体发生了碰撞。     

软X光能谱仪的一种新的解谱方法

提出软X光能谱仪的一种新的解谱方法即最大熵法,运用新的平滑方法即样条拟合方法处理滤片的边带结构,并对最大熵法的收敛性和稳定性进行了分析.结果表明,该方法的谱回推精度高,收敛速度快且对噪声不很敏感.该方法适用于根据软X光能谱仪的测量结果回推靶等离子体的软X光谱.     

双狭缝透射光栅软X光时空分辨谱仪

 利用双狭缝、透射光栅配亚仟X光条纹相机做了具有一维空间、时间和能谱分辨的三维软X光测量仪器(双狭缝透射光栅软X光时空分辨谱仪), 并成功地获得了金盘靶的N带X光(中心波长1.7nm)时空分辨图象 。该仪器空间分辨可达23μm, 时间分辨可达003ns, 能谱分辨(当源大小为100～300μm时对波长1.7nm的X光)可达0.4～ 0.7nm, 只需稍加改动, 即可用于其它波段的X光测量。     

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.     

5FW 软X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定

 介绍了5FW 软X-光胶片在同步辐射源上进行响应标定的一种实验方法, 得到了5FW 软X-光胶片对波长为1. 47nm 和4. 59nm 软X 光的相对响应实验曲线, 并与用理论模型计算的结果进行了比较。     

航空胶片的X射线标定

利用光谱扩展的荧光型软X射线单色光源产生的多条谱线,通过时间递增和光强递增的方法首次标定了国产高速航空胶片在软X射线和超软X射线波段的响应特性,给出了这种胶片的响应特性曲线即光学密度与曝光量的关系和相对光谱灵敏度曲线.     

多层膜优化设计方法

传统多层膜设计所用的全局寻优法的速度非常慢，有时还很难得到理想的膜系。根据Frensnel反射系数公式计算多层膜的反射率，利用单纯形法对软X射线和X射线波段多层膜进行调优，可在短时间内优化出最接近目标光学性能的多层膜膜系结构。计算了不同波长软X射线周期性多层膜的最高理论反射率。单纯形调优算法在保证优化结果与随机搜索法优化结果近似相同的基础上，使优化计算速度提高了十倍以上。同时还用单纯形调优法优化设计了X射线超反射镜，得到了非常理想的非周期膜系。     

气体靶激光等离子体软X-射线源实验研究

介绍了一种无碎屑、高亮度、高工作频率的气体靶激光等离子体软X 射线源。其喷气阀门由压电陶瓷驱动 ,工作频率可达到 40 0Hz。与金属靶激光等离子体软X 射线源相比 ,此光源无碎屑。与喷嘴由电磁阀控制的气体靶激光等离子体软X 射线源相比 ,它有较高的工作频率。一工作在模拟模式的通道电子倍增器被用于探测来自光源的软X 射线辐射 ,其输出信号经过一电荷灵敏前置放大器进一步放大变成电压脉冲信号 ,脉冲幅度与输入电荷灵敏前置放大器的电量成正比。实验测得CO2 ,Xe和Kr在 8～ 2 2nm软X 射线投影光刻常用波段的光谱辐射特性。CO2 光谱包括类锂和类铍离子跃迁形成的线谱 ,Xe光谱是多电荷氙离子 4d 5f,4d 4f,4d 6p和 4d 5p跃迁所形成的光谱。Kr气体靶光谱包括类铜离子、类镍离子、类钴离子和类铁离子跃迁形成的线谱和连续谱。     

激光等离子体软X射线光源光谱强度测量方法

提出了一种新的探测和测量激光等离子体软X射线源光谱强度的方法。该方法使用通道电子倍增器和定标过的硅光电二极管为探测器 ,前者是非标准探测器 ,后者为标准探测器。应用电荷灵敏前置放大器测量探测器产生的电量 ,并以高分辨率的光谱仪为分光元件 ,在已知光栅效率、通道电子倍增器增益、硅光电二极管能量响应的条件下 ,给出了计算激光等离子体软X射线源在某一波长光谱强度的公式     

X射线荧光光谱法表征薄膜进展

X射线荧光光谱法表征薄膜样品以其能同时测定样品的组分和厚度等优点,目前在国内外的研究和应用越来越广泛和深入。文章通过从荧光强度理论计算、基体效应和校正方法、分析误差来源及消除、定量分析软件和实际分析应用等几个方面对X射线荧光光谱法表征薄膜样品的研究作了评述。鉴于薄膜样品制备相似标样比较困难,而基本参数法采用非相似标样表征薄膜的准确度较高,因此基本参数法校正薄膜样品的应用比较广泛。重点介绍了基本参数法的荧光强度理论计算公式的发展、计算误差来源以及分析软件应用。展望了X射线荧光光谱法表征薄膜样品的应用前景和发展方向。     

Propagation based X-ray phase-contrast imaging technique for the microstructure analysis of biological soft tissues

X-ray phase-contrast imaging (PCI) technique is an emerging method for the study of the biological soft tissues, carbon composite materials, polymers, low-Z material science, etc. We have set up an experimental facility using a combination of X-ray CCD detector and a microfocus X-ray source. We demonstrate that sufficient contrast and intensity can be achieved for biological soft tissues with the X-ray source in the standard operation mode. Based on the cylindrical fiber and pigeon feathers imaging experiments, the boundary information was observed successfully in the light element materials and extremely low absorption material. This shows that X-ray phase-contrast imaging in this area will have a brilliant future.     

用于高速摄影变象管的软X射线光电阴极

光阴极由衬底(包括介质阴极的导电基底)和光电发射膜构成。采用了聚丙烯、Formvar和Paylene三种有机薄膜作阴极衬底。建立了这些薄膜的制备技术。用一台自制的软X射线单色仪在277—7469ev光子能量范围内测量了这些薄膜的透过率。 研究了CsI、CsBr、Au和MgF₂四种光电阴极的光电发射特性和光电发射与阴极厚度的关系,找出了最佳阴极厚度。用软X射线单色仪在277—7469ev光子能量范围内测量了最佳厚度阴极的绝对量子效率,四种阴极最大值分别为4.50、2.90、0.25和0.12。我们还在同一阴极衬底上分区制备了四种阴极,在变象管荧光屏上比较其亮度,结果和测量的一致。 用LAB5型表面分析仪对CsI和Au阴极的光电子初能量分布作了测量,CsI阴极光电子初能量分布半高宽远小于Au。因此CsI是适用于高速摄影变象管比较理想的软X射线光电阴极。     

Mo/Si软X射线多层膜中厚度均匀性的精细控制

为了获得光学性质均匀的大面积软X射线多层膜,必须控制好周期结构中单层膜的厚度均匀性。为此建立了磁控溅射薄膜沉积技术中单层膜厚度均匀性的分析和控制模型,解释了基底变速转动法可用来获得膜厚均匀的多层膜,并根据理论分析获得了基底的变速路径。将其应用于基底公转速度变速法来制备均匀性可控的大面积Mo/Si软X射线多层膜。小角X射线衍射测试结果表明,采用优化后的变速路径制备的多层膜,样品不同位置的各级次衍射峰位都能很好吻合,说明多层膜的周期厚度基本一致。计算表明该方法在直径200mm范围内可将周期结构中Mo层的不均匀性从20.6%修正到1.1%,Si层的不均匀性从27.0%修正到1.6%。     

Ray tracing method for the grazing incidence flat-field imaging soft X-ray spectrometer

A ray tracing method is introduced for helping adjustment and spectra analysis of the grazing incidence flat-field imaging soft X-ray spectrometer. For a single point source, the spectra images obtained by separate components, the toroidal mirror, and the grazing incidence flat-field concave grating with varied line spaces are given respectively. The calculated spectral images of the single point source by the spectrometer are also given for comparison with measurements with different experimental alignments.