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反射式波带片|用于x射线实验室光谱仪的高分辨宽带光学器件

2018-09-05 14:53:15 北京众星联恒科技有限公司 已读

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反射式波带片|用于x射线实验室光谱仪的高分辨宽带光学器件

近日,柏林布利克斯(创新 X 射线技术柏林实验室) Mantouvalou博士小组发表了一篇论文,名为“Reflection zone plates as highly resolving broadband optics for soft X-ray laboratory spectrometers”,软x射线CCD探测器作为光谱仪的核心部件,其性能很大程度的决定了光谱仪的性能。

Mantouvalou博士的团队选用了德国Greateyes公司的极其高灵敏度、背照式、全帧CCD探测器(GE 2048 512 X-ray detector)用于接收反射式波带片色散的光谱。


文章概括如下:

      摘要

 

在本工作中,作者将反射波带片作为高分辨宽带光学组件用于软X射线实验室光谱仪的搭建。作者考察了两种离轴波带片在1nm到5nm软X射线波段的分辨能力和相对效率,波带片仅仅将非常窄的带宽聚焦于设计波长附近。通过控制波带片的位置,可将聚焦波长范围在较宽的光谱范围内进行调控。使用激光驱动的等离子体光源,作者验证了一些实验结果,即在1nm到5nm软X射线波段范围内,单一波带片可有效用于任意波长的光谱学应用。


  主要实验设计及结果如下:


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图一  所搭建的光谱仪的示意图,不同波长的光被聚焦于光轴的不同位置处。



该光路使用的是一个产生1 nm–5 nm波段软X射线的LPP(laser- produced plasma)光源,其中激光器为1 ns, 100 Hz Yb:YAG 薄片激光器 (1030 nm)。高真空光谱仪包含RZP(reflection zone plate)结构,一个高灵敏度、全帧CCD相机(GE 2048 512 X-ray, Greateyes GmbH),用以消除可见光与红外干扰的Al滤片。



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图二   利用N(蓝色)、C(黑色)反射波带片结构和可变线宽光栅光谱仪(VLS,灰色)获得的W和Cu等离子体发射光谱对比。VLS光栅因有C污染层的存在,光谱中有可见的C边特征。而反射波带片则显示O的污染。


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图三  利用N结构反射波带片在两个不同的角度测到的1.2nm附近的Cu等离子体发射谱。实验选用了全光阑设置,并对图中四条谱线的分辨力进行了描述。


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图四 在不同的光路几何下利用C结构波带片得到的一些分立谱线的分辨能力对比


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   图五 在不同的光路几何下利用N结构波带片得到的一些分立谱线的分辨能力对比


结论对单一反射波带片作为软X射线光谱中的宽谱色散元件的可行性进行了验证。通过控制波带片位置、顺序接谱等方法,可以在1nm到5nm波段范围内高效率(>10%)的获得高分辨力(RP>600)的光谱数据。和广泛使用的可变线宽光栅谱仪(VLS)相比,提高2-4倍。由于反射波带片结构尺寸受限于刻线数,而刻线数则取决于制造工艺,并且不同设计波长的情况也不一样。采用以光源发射中心波长设计的反射波带片作为色散元件对于1nm到5nm波段范围内的高效谱学测量是有优势的。

  文章链接: https://lnkd.in/g4dyigV


Greateyes公司

成立于2007年的greateyes,是以德国柏林洪堡大学的技术为基础,迅速发展成为国际知名的先进探测器生产企业。如今,其科研与工业客户已遍布多个国家。

Greateyes开发、生产并销售高性能、全帧、科学级CCD相机。得益于其高的动态范围、优异的灵敏度被广泛应用于成像与谱学应用领域,波长覆盖x射线到极紫外、可见到近红外。同时,Greateyes公司也生产用于太阳能产业的电致荧光与光致荧光检测系统。


北京众星联恒科技有限公司作为Greateyes公司中国区授权总代理商,为中国客户提供Greateyes所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的x射线产品及解决方案。


 


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