软X射线显微术和光谱显微术

X射线显微术可直接在水环境中对胶体颗粒尺寸范围内的颗粒进行高分辨率成像,将该项技术与高分辨率光谱相结合,还可用于光谱显微研究。其中,常用的两种X射线显微镜是透射显微镜和扫描透射显微镜,文中示出了它们的装置图。由于X射线显微镜能迅速拍下一物体的高分辨率图像,所以,作为一种分析仪器,扫描X射线显微镜更适合作光谱显微研究。作为形态学目视化的一个示例,本文用一台透射X射线显微镜拍摄了粘土和土壤样品的图像。根据X射线图像进行的低温层析实验所获得的图像得到了有关细菌构成的显微生存环境以及其它土壤胶状体的3D结构信息。对扫描透射X射线显微镜拍摄的一系列图像进行分析,得到了土壤样品的形貌特性和化学特性。     

18.2nm Schwarzschild显微物镜用多层膜带宽匹配问题分析

软X射线多层膜的进展使正入射高分辨率成像系统从红外、可见和紫外扩展到软X射线波段。由于软X射线多层膜的反射率还不能像其它波段反射镜反射率那样高,因此由两块同心球面反射镜组成的Schwarzschild物镜在软X射线波段得到了广泛的应用。本文从多层膜带宽匹配条件、Schwarzschild显微物镜的几何尺寸和多层膜镀制设备的性能出发,研究了实现Schwarzschild显微物镜带宽匹配条件的镀膜过程,为实际制备Schwarzschild显微物镜用多层膜提供理论指导。     

18.2nm Schwarzschild显微物镜用多层膜带宽匹配问题分析

软X射线多层膜的进展使正入射高分辨率成像系统从红外、可见和紫外扩展到软X射线波段.由于软X射线多层膜的反射率还不能像其它波段反射镜反射率那样高,因此由两块同心球面反射镜组成的Schwarzschild物镜在软X射线波段得到了广泛的应用.本文从多层膜带宽匹配条件、Schwarzschild显微物镜的几何尺寸和多层膜镀制设备的性能出发,研究了实现Schwarzschild显微物镜带宽匹配条件的镀膜过程,为实际制备Schwarzschild显微物镜用多层膜提供理论指导.     

长春光机所软X射线成像望远镜和同步辐射光束线研制技术的发展现状

本文概述了我所12年(1978～1990)来在软X射线成像望远镜和同步辐射光束线以及短波段光学中有关单元技术研究的发展现状。指出了限制软X射线光学技术发展的主要问题,提出发展软X射线成像和同步辐射反射光学技术应开展的主要研究工作。     

正入射多层膜软X射线显微成像系统的实验研究

正入射多层膜软Ｘ射线显微成像系统的实验研究王占山，曹健林，马月英，陈星旦（中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室长春１３００２２）０引言在过去的软Ｘ射线显微成像系统研究中，绝大部分是以同步辐射做光源的。但由于同步辐射光源造价昂贵，机时...     

惯性约束聚变靶丸高精度X射线数字成像

为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测,开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先,分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围,根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点,确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后,分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素,确定了低几何放大成像,低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案,该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差,解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后,对系统的性能进行了分析测试,实验结果表明,系统成像衬度良好,成像效率较高,分辨率优于0.5μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9μm(k=2),满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。     

软X射线光导摄像管

在研究软X射线光电发射的基础上提出了用疏松的溴化铯靶对软X射线直接摄像的方法。描述了用非同步辐射软X射线光源实现软X射线准实时摄像的实验系统,给出了软X射线光导摄像管的性能及一些初步应用例子     

质子交换膜燃料电池水含量实验测量方法综述

水管理是质子交换膜燃料电池的一个重要研究课题,水含量的测定方法是水管理实验研究过程中的难点问题。通过文献研究分析了水含量的实验测量任务及要求,总结目前燃料电池水含量的实验测试手段和方法,包括间接测量方法和可视化测量方法,即积分法、热重量分析法、高频阻抗法、核磁共振法、中子成像法、X射线扫描成像、电子扫描成像、光学成像法、共焦显微成像和荧光显微成像法。通过比较各类方法的特点,认为可视化测量技术是发展趋势,中子成像法和光学成像法将会在水管理研究实验中得到更多的应用。     

宽带平坦型软X射线多层反射膜的设计

提出一种宽带平坦型软X射线多层反射膜的设计方法。给出了18nm 20nm波段的设计结果,整个波段的反射率与25%的最大偏差小于1.5%.这种方法对于软X射线波段的成像、光谱分析等应用有重要意义。     

现代显微成像技术综述

概述了光学宽视场显微镜、共聚焦显微镜、超分辨率显微镜中所应用的现代显微成像技术,对各种传统和先进的显微成像原理进行了总结。光学宽视场显微镜最常用的显微技术有明场成像、暗场成像、相衬成像、偏光成像、微分干涉(DIC)成像、调制对比成像和荧光成像。相衬成像中根据不同的成像结构还有切趾相衬成像。微分干涉除了传统的偏振光照明还有圆偏振光照明(C-DIC)和专用于塑料的微分干涉(PlasDIC)。共聚焦显微镜随着计算机技术和制造技术的发展而有了巨大的发展。除了传统的共聚焦荧光显微镜以外,还有连续反斯托克斯拉曼散射(CARS)共聚焦、多光子共聚焦和白光共聚焦。超分辨率显微镜中主要介绍了受激辐射淬灭(STED)技术和紧随基态淬灭显微技术的单分子返回(GSDIM)技术。     

宽响应高灵敏度软X射线单光子计数探测器

本文阐述了不同类型的软X射线探测器的机理及近期发展,总结了以往的工作,针对当前软X射线研究的迫切需要,提出了用CsI光电阴极做为转换材料、道电子倍增器做为电子倍增元件的宽响应,单光子计数探测器。     

X射线激光及等离子体物理研究中的X光光学进展

近十年来,X射线技术的发展很快,用途日益扩展。激光核聚变、X光激光及激光等离子体研究的发展对X光光学提出了新的要求。X光诊断技术也在激光等离子体、X激光以及激光核聚变研究中处于重要地位。本文分别介绍X射线光谱和XUV诊断光学技术、X光成像系统、编码成像、X激光腔反射镜等方面的X光光学进展。     

上海光机所X射线激光研究进展

回顾中国科学院上海光学精密机械研究所在八十年代从事X射线激光研究所做出的努力和取得的主要成果,并展望今后的研究方向。     

软X射线多层膜技术

本文总结了长春光机所近年来开展的X射线波段多层膜光学元件研制工作。列举了其主要进展和成果。并对今后一段时期的进一步发展作了简要讨论。     

软X射线衍射元件

本文介绍了用于软X射线波段的衍射元件-高精度波带片和金透射光栅的研制技术,国内外研究现状和发展趋势。     

多层膜软X光反射镜

复旦大学物理系激光研究室从1984年开始软X光反射镜的研制工作。六年来,进行了超薄多层膜的膜厚监控的方法研究、单层超薄金属膜的特性研究、Ni-C和Mo-Si多层膜软X光反射镜的制备与测试以及用PVD与LB技术相结合制备软X光反射镜。本文详细介绍了这些工作。     

空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究

介绍国际上空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究进展情况。着重介绍了长春光机所设计的四波段同时成像空间极紫外太阳望远镜。该望远镜由四个不同波长的多层膜正入射望远镜组成,工作波长分别为12.9nm、17.1nm、19.5nm和30.4nm,视场角为8.5′×8.5′,设计角分辨率为0.5″。为了验证设计方案可行性及关键技术水平,集成出一套17.1nm极紫外望远镜演示样机。     

Error analysis of the parameters for non-coaxial grazing X-ray microscope

A non-coaxial grazing X-ray microscope, consisting of four spherical mirrors, is designed for diagnosis of inertial confinement fusion (ICF). The aberrations and imaging quality of the microscope are analyzed. To acquire excellent imaging quality, suitable tolerances for manufacturing and assembling the microscope are necessary. This paper researches the changes of Gauss parameters and aberrations due to component and subsystem parameters (such as the radius of the mirror, angle between mirrors, grazing angle, object distance, etc.). Here, spot diagrams and modulation transfer function (MTF) are first adopted to quantitatively evaluate the imaging quality of the microscope. Suitable manufacturing tolerances of components and assembly tolerances of the system are established on the basis of the discussion and analysis. A set of non-coaxial grazing X-ray microscopes is manufactured based on the tolerances. In site tests of ICF, the images with high resolution are obtained by the microscope. __________ Translated from Optics and Precision Engineering, 2006, 14(1): 34–42 [译自: 光学精密工程]     

同步辐射X射线双晶单色器联动机构

提出了一种实现固定空间输出位置同步辐射双晶单色器的方法及联动机构。分析了基于Bragg衍射原理的此类X射线双晶单色器发展状况,尤其是在能量扫描过程中,通过运动补偿实现出射光束方向与位置固定的方法,总结了各种机械联动机构。在综合凸轮耦合运动机构及直角联动机构运动特点基础上,详细描述了国家同步辐射实验室成功研制的X射线双晶单色器L型联动机构特征,其融合了二者的优点,简化了结构与运动,重点分析了其结构原理与运动关系,以及机构运动的实现与第二晶体自身微调,并对其性能做了进一步的讨论。测试结果表明,L型联动机构完全适用于实现3.1~12.4 keV整个能量范围的全谱扫描实验研究。     

13.9nm和19.6nm正入射Mo/Si多层膜反射镜反射率的测量

根据理论模拟计算并设计了分别工作在13.9nm类镍银和19.6nm类氖锗两种X射线激光的Mo/Si多层膜,将自行设计的小型反射率计安装在Mcpherson247单色仪出射狭缝附近,组成以铜靶激光等离子体辐射源作为极紫外光源的反射率测量装置,对研制的Mo/Si多层膜反射镜的反射率进行了测量。实验结果显示,中心波长分别是13.91nm和19.60nm,相应反射率分别是41.9%和22.6%,半宽度分别是0.56nm和1.70nm,中心波长和半宽度与理论值基本一致。为了全面了解多层膜的性能,用WYKO测量多层膜的表面粗糙度,13.9nm和19.6nmMo/Si多层膜的表面粗糙度分别是0.52nm和0.55nm。