Johann单色器能量分辨率分析

Johann单色器是一种广泛应用的X光单色器,对其能量分辨率已有若干工作进行过分析.对此问题进行了进一步的分析,改进了已有的工作.将计算结果和已有公式的计算结果同时与SHADOW追迹结果进行比较,理论计算与追迹结果有更好地吻合,同时适用范围更大.     

双晶单色器束线调试的理论计算

本文报道了在北京同步辐射实验室4W1B光束线双晶单色器的安装调试过程中所做的理论计算.给出了单色光强度、能量分辨率及能量的准确性与各个可调整自由度的关系.由计算结果,提出了合理的双晶单色器调整步骤及各个自由度的调整精度要求.     

X射线单色四重聚焦照相机单色器的衍射几何

本文详细分析了不对称Johann型单色器和不对称对数螺线型单色器的衍射几何。给出了计算X射线源焦点到单色器距离L₁、射线源及聚焦线交叉区散焦宽度b₁,b₂的表达式。根据理论分析的结果,在试制聚焦相机时采用了近似不对称Johann型的可调弯曲石英单色器。 关键词：     

前置平面镜热负载对变包含角平面光栅单色器分辨率的影响

针对变包含角平面光栅单色器前置平面镜（PM）受热负载而导致的单色器分辨率降低问题,提出优化聚焦常数（C_ff）补偿分辨率的方法。首先,计算不同C_ff值时PM的热功率吸收谱,在此基础上对镜面热负载进行热-结构耦合分析,得到不同热负载时PM表面热变形的变化量;然后,结合理想分辨率公式和光线追迹软件求出加热负载的单色器分辨率;最后,优化C_ff实现分辨率的补偿。研究结果表明,以软X射线谱学显微光束线站为例,当出射光能量为1 000 eV时,将C_ff由1.8优化至1.84,单色器分辨率即可与无热负载时的相同,该优化方法可有效补偿单色器分辨率的降低。     

前置平面镜热负载对变包含角平面光栅单色器分辨率的影响

针对变包含角平面光栅单色器前置平面镜(PM)受热负载而导致的单色器分辨率降低问题,提出优化聚焦常数(C ff)补偿分辨率的方法。首先,计算不同C ff值时PM的热功率吸收谱,在此基础上对镜面热负载进行热-结构耦合分析,得到不同热负载时PM表面热变形的变化量;然后,结合理想分辨率公式和光线追迹软件求出加热负载的单色器分辨率;最后,优化C ff实现分辨率的补偿。研究结果表明,以软X射线谱学显微光束线站为例,当出射光能量为1 000 eV时,将C ff由1.8优化至1.84,单色器分辨率即可与无热负载时的相同,该优化方法可有效补偿单色器分辨率的降低。     

软X射线多层膜单色器能量分辨研究

从理论上分析了影响软X射线多层膜单色器能量分辨率的机制，给出了一种既能提高多层膜能量分辨率又不影响其反射率的膜材选择规则．并给出近年来在北京同步辐射装置上开展多层膜单色器应用研究的结果 关键词：     

高分辨率电子能量损失谱在材料科学中的应用

简要介绍了FEI Titan80-300STEM扫描透射电镜中装配的Wien-filter型能量单色器(monochromator).文章特别指出,装配有能量单色器的FEI Titan80-300STEM扫描透射电镜,可以直接给出高能量分辨率(~0.1eV)的电子能量损失谱.利用高分辨电子能量损失谱,在高能损失区,对于K或L能级自然宽度(natural width of energylevel)小于0.5eV的元素,可以获得更细致的的近限精细结构(energy-loss near-edge structure),更有利于解析其电子结构;在低能损失区,可以用于精确地确定半导体材料的带隙(bandgap)以及p型掺杂引起的带隙能的变化.     

极高分辨变包含角平面光栅单色器关键技术及检测方法研究

变包含角平面光栅单色器具有分辨率高和光通量高等优点,被广泛应用于各科研领域,并且随着相关领域研究的不断深入,迫切需要提高其光谱分辨率,以满足使用需求。为研究探索极高分辨率变包含角平面光栅单色器,结合上海同步辐射光源光束线,重点研究影响单色器分辨率的关键因素;对单色器光学元件表面热负载进行分析,设计冷却系统,降低热负载产生的影响;研究变包含角平面光栅单色器转角精度等检测方法。结果表明,根据推导出的变包含角平面光栅单色器光学放大倍数与单色器分辨率的关系式,达到优选极高分辨率工作模式的目的;加入冷却系统后,单色器前置平面镜因受热负载影响而产生的最大斜率误差由8.1μrad降到3.1μrad;设计可应用于变包含角光栅单色器分辨率达5×10~4的转角精度检测方法,检测精度可达0.026″。该研究将为第三代同步辐射光源中建造极高分辨变包含角单色器提供帮助。     

高分辨电子显微学的新进展 --走向亚埃电子显微时代

简要介绍了高分辨电子显微学的最新进展．特别指出，随着空间分辨率突破1A和亚埃分辨率的电子显微镜的快速普及，电子显微学及相关研究领域将进入一个快速发展的阶段．装备有球差校正器和能量单色器的新一代电子显微镜将很快进入实验室，给出高质量的原子结构图像（分辨率优于1A）和高能量分辨率的电子能量损失谱（优于0．1eV）．这一进展将对晶体结构学、材料科学、物理学、纳米科学及生命科学产生重大影响，也为解决很多重要结构问题提供新机遇．     

低能电子解离贴附质谱装置的设计

本文报道了一台低能电子解离贴附质谱装置的设计.此装置采用余摆线型电子单色器和四极质谱计等技术,用于研究低能电子与分子的解离性贴附动力学过程.与其它国外类似装置相比,本装置的设计具有高低能电子单色器能量分辨率、优化电源系统、实现计算机控制等特点.     

激光等离子体球面晶体光谱成像

 利用自聚焦原理,研制了一种新型的球面弯晶谱仪。晶体分析器采用云母材料,其弯曲半径为380 mm,布拉格角为51°。利用成像板接收光谱信号,其有效面积为30 mm×80 mm,从等离子体源经晶体到成像板的光程长为980 mm。物理实验在中国工程物理研究院激光聚变研究中心20 J激光装置上进行,入射激光能量为6.78 J,成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号。球面云母弯晶谱仪的光谱分辨率达到1 000～1 500,在相同环境放置的PET平晶的光谱分辨率为50～100。结果表明：球面弯晶具有较高的光谱分辨率和信噪比,适合于激光等离子体X射线的光谱学研究。     

透射晶体谱仪及其理论计算

为了测量更广能量范围的等离子体辐射的硬X射线轫致辐射光谱,以获得激光等离子体超热电子能谱的特性,基于柱面弯曲晶体的分光原理,提出了透射晶体谱仪。为满足实验中光源到谱仪距离不同的需要,设计了Johann型可调节透射晶体谱仪。谱仪中的会聚狭缝设计成可移动的,位置随着光源到谱仪距离的变化而改变。通过理论计算获得了会聚狭缝位置变量与光源距离变化之间的关系,得出小角度(小于0.2 rad)入射时能够保证入射光线经过晶体后近似会聚于一点,并对谱仪具体设计时遇到的一些问题,给出了初步的理论分析和看法。该谱仪中会聚狭缝的可调节解除了谱仪到光源距离固定的限制;前端晶体的可更换,也增加了谱仪测量的灵活性。     

Pseudo Stark and uniaxial stress splitting of the 6955 Å zero-phonon line in LiF

The spectral resolution of quartz crystals bent to a cylindrical form by means of four rods was investigated with CuKα radiation in a reflection type arrangement. The crystal adjustment was made optically using interference fringes. With the crystal bent to a circular cylinder the deviations from exact focusing inherent to the Johann case could be measured and were found to be in agreement with theory. — Crystals bent to a logarithmic spiral have also been studied. With a 24 mm broad reflecting area (mean radius of curvature 1 m; (13¯40)-plane) an uncorrected full width at half maximum intensity of 0.43 XU or 2.25 eV was observed for the CuKα ₁ line, in agreement with double crystal spectrometer measurements.     

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

基于高定向热解石墨晶体(highly oriented pyrolitic graphite,HOPG)研制了一种新型反射式X射线谱仪.该谱仪具有高反射效率、较高能谱分辨率及相对较宽的能谱测量范围.根据计算,在相同的入射条件下,该谱仪的效率比一般X射线弯晶谱仪高3个量级;谱仪能谱分辨率理论值最高达350;理论探测范围是6.891keV至9.193 keV.我们将该谱仪应用在高功率密度激光与固体靶相互作用的实验中,发现在普通弯晶谱仪无法采到信号的实验条件下,HOPG谱仪依然采集到清晰的Cu K谱线.分析发现在8.048 keV(Cu的Kα光子能量)附近的能谱分辨能力最高达到40 eV,分辨率大于200.     

X射线荧光全息术中入射能量对原子像的影响

X射线荧光全息术是一种新型的显微成像技术，它能在原子水平上直接观察到晶体内部的三维结构。然而它所得到的原子像存在明显的孪生像现象。因此，采用多重能量的全息记录来消除孪生像。分别以单个和多个铁原子为模型，数值模拟了它们在4π立体角范围内、不同范围的入射能量的情况下记录的全息图。比较由这些全息图重构得到的原子像，发现入射能量范围越宽，其消除孪生像的效果越好，而且随着入射能量的提高，其原子像的分辨力也越高。     

A three‐crystal spectrometer for high‐energy resolution fluorescence‐detected X‐ray absorption spectroscopy and X‐ray emission spectroscopy at SSRF

A Johann‐type spectrometer for the study of high‐energy resolution fluorescence‐detected X‐ray absorption spectroscopy, X‐ray emission spectroscopy and resonant inelastic X‐ray scattering has been developed at BL14W1 X‐ray absorption fine structure spectroscopy beamline of Shanghai Synchrotron Radiation Facility. The spectrometer consists of three crystal analyzers mounted on a vertical motion stage. The instrument is scanned vertically and covers the Bragg angle range of 71.5–88°. The energy resolution of the spectrometer ranges from sub‐eV to a few eV. The spectrometer has a solid angle of about 1.87 × 0^?3 of 4π sr, and the overall photons acquired by the detector could be 10⁵ counts per second for the standard sample. The performances of the spectrometer are illustrated by the three experiments that are difficult to perform with the conventional absorption or emission spectroscopy. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

单色化X射线显微成像实验研究

围绕激光惯性约束聚变(ICF)内爆压缩阶段高空间分辨、高能谱分辨的诊断需求,提出了一种将KB显微镜和衍射晶体组合的大视场、单色化成像系统。在实验室条件下,利用Fe靶X射线光管,采用KB显微镜结合高定向热解石墨(HOPG)对网格进行背光成像,晶体选能后的成像结果表明,系统的视场能达到800μm,其中高分辨区域成像的分辨率为37μm。采用能谱探测器测试成像能谱,结果表明,系统的能量分辨率为28,验证了系统的单色性能。该系统兼顾了大视场、空间分辨和能量分辨,对内爆压缩阶段实验中热斑结构及混合效应的研究具有重要应用。     

高能X射线源焦斑尺寸的时间分辨诊断

将门控分幅相机与快闪烁晶体结合,构成时间分辨X射线诊断系统,对神龙一号直线感应加速器产生的高能脉冲X射线源焦斑进行了测量,在时间间隔为10 ns的情况下,获得了焦斑尺寸随时间的变化曲线。在此基础上,设计了单像素尺寸为0.78 mm×0.78 mm的LYSO闪烁晶体阵列,并进行了X射线照射晶体阵列发光的初步实验,结果表明该阵列可用于高能X射线源焦斑的时间分辨诊断,并能显著提高成像的空间分辨力。     

X射线背光成像的实现

为了实现对惯性约束聚变的诊断,获取聚爆过程中高温等离子体X射线能谱信息和内爆靶丸的二维空间分辨信息,利用晶体的布拉格衍射特性设计制作了球面晶体分析器,晶体弯曲半径为125 mm。为了验证球面晶体的空间分辨能力,搭建了背光成像平台进行了背光成像实验,石英球面晶体为衍射核心元件,接收装置IP板得到了Cu靶的二维空间分辨信息,基于石英球面晶体的成像平台得到的空间分辨率约为100 μm。