微通道板对软X射线响应的实验研究

在X光成像望远镜中微通道板(MCP)作为焦平面上的成像接收器,探测天体的软X射线辐射图像。本文实验研究在软X射线波段MCP的成像性能以及与此有关的其他性能。作者没计了实验装置,测量了在碳K_a(4.47nm)线下微通道板——荧光屏组件的分辨率,与计算结果进行了比较。提出了一种用软X射线光电发射作为初电流测量MCP电流增益的新方法,具有可反复多次测量、重复性良好及测量方便等优点。测量了在两个波长下微通道板的量子效率及随X射线入射角的变化。     

小型的高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件高精度反射率测量的需要,建立了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线-极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson 247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪波段范围1-125nm,光谱分辨率小于0.08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13.5nm和30.4nm的Mo/Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0.5%。     

小型高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件反射率测量的需要,搭建了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线一极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪工作波段为1～125nm,光谱分辨率〈0．08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13．5nm和30．4nm的Mo／Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0．5％,实现了对多层膜反射率的高精度测量。     

封闭型超软X射线正比计数管的设计

文章详尽地阐述了封闭型超软X射线正比计数管的设计指标,分析了诸性能指标在设计中的地位及其影响因素。在介绍该种计数管的具体设计方法中,推导了计算圆柱型正比计数管有效长度的半经验公式。实验结果表明:所设计的正比计数管在2～4Å的X波段内有良好的性能,且其存放寿命已达两年以上。     

软X射线滤光片用超薄聚丙烯膜

随着宇宙软X射线探测技术的发展,超薄聚合物材料越来越多地作为软 X 射线滤光片用,也作为窗口材料,应用于正比计数器等。如,聚对二甲苯(Parylene-N)、聚脂(Mylar)、聚碳酸酯(Kimfoil)、聚乙烯醇缩甲醛(Formvar)、聚丙烯等。但人们一致认为:聚丙烯是其中最好的软X射线窗口材料。     

软X射线电离室

软 X 射线稀有气体电离室作为软 X 射线波段绝对探测器,是通过测量光电离子流得出光谱辐射强度.并详细介绍我们研制1米软 X 射线稀有气体电离室的工作原理及结构,测出空阴极光源辐射出的HeⅡ25.6nm 离子线及 Henke 光源辐射出的 CK_α 4.47nm 线的强度随电离室工作气压的变化,外推出零气压下谱线光谱辐射强度,最终得出谱线的绝对光谱辐射强度.     

使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计

建立了一台使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计,并给出了使用该反射率计测量软X射线多层膜反射率的方法.与金属靶等离子体光源相比,由于使用了气体靶等离子体光源,该反射率计具有低碎屑、可长期连续运行等优点.针对单色仪的二级光谱对反射率测量结果产生的影响,提出了修正方法.并用此方法对实测的工作波长为17.1nm软X射线多层膜的反射率曲线进行了修正.     

高强度脉冲软X光源

本文介绍清华大学电机工程系研制的一种高强度软X光源,这种光源是由喷气式Z箍缩等离子体产生的。阐述了Z箍缩装置的工作原理,研究了装置的运行参数(如充电电压、充气密度等)对软X射线发射的影响。用热电堆测量了X射线的产额。并介绍了用无窗XRD(X射线二极管)测量脉冲x射线的初步结果:光源处的X射线总能量超过100J,发射时间约100ns,其功率达10⁹W以上。     

软X射线多层膜技术的研究

<正> 由中科院长春光机所承担的软X射线多层膜技术的研究课题,于最近通过了技术鉴定。课题组在光学常数、模系设计理论、离子束溅射镀膜设备研制、镀膜工艺、膜系周期结构和反射率测试等方面做了大量研究、试验工作。制备的多层膜元件反射率在20纳米以上波段达到20％以上,12.5～20纳米波段达到40％以上,并在X射线激光研究和软X射线单色器中得到应用。参加鉴定会的光学专家们认为,该成果从设计理论、制备技术到测试均具系统性,并有     

X射线光学专栏导读

<正>伴随着衍射极限同步辐射光源、X射线自由电子激光装置、高温高密度等离子体、强场物理、极紫外光刻和X射线成像天文学的发展,X射线光学不断从一个台阶走向另一个新的台阶。X射线光学是一门快速发展的学科领域,其不仅与现代前沿科学研究密不可分,更离不开现代超高精度微纳加工与检测技术的大力支撑。X射线光学研究的困难和复杂性不仅体现在米量级非球面深亚纳米精度光学元件的制作与检验上,还表现在纳米尺度结构的超高精度制作上,更体现在反射、衍射与折射元件并重的多种聚焦与成像系统的选择     

长春光机所软X射线-极紫外波段光学研究

综述了我所软X射线-极紫外波段关键技术的研究进展。描述了软X射线-极紫外波段光源技术,研制了工作波段为6~22 nm的微流靶激光等离子体光源;介绍了光子计数成像探测器技术,研制出了有效直径为25 mm,等效像元分辨率为0.3 mm的极紫外波段探测器;开展了超光滑表面加工、检测技术的研究,研制了超光滑表面抛光机,加工出高面形精度的超光滑表面,面形精度为6 nm(RMS值),表面粗糙度达0.6 nm(RMS值);进行了软X射线-极紫外波段多层膜技术的研究,研制出13 nm处反射率为60%的多层膜反射镜,150 mm口径反射镜的反射率均匀性优于±2.5%;最后,讨论了软X射线-极紫外波段测量技术研究,研制出该波段反射率计,其测量范围为5~50 nm,光谱分辨率好于0.2 nm,测量重复性好于±1%。在上述关键技术研究基础上,研制出了极紫外波段成像仪和空间极紫外波段太阳望远镜,这些仪器在我国空间科学研究项目中发挥了作用。     

Multilayer Fresnel zone plate for soft X-ray microscopy resolves sub-39nm structures

Best resolutions in X-ray focusing are obtained to date by using diffractive lenses called Fresnel zone plates (FZPs). Their further improvement is nevertheless hindered by fundamental limitations in the employed manufacturing techniques. Here, we show a novel method to fabricate FZPs based on multilayer deposition with atomic layer deposition (ALD) and subsequent sectioning with focused ion beam (FIB). For the first time a multilayer FZP working in the soft X-ray range was prepared and could achieve the best resolution obtained so far for multilayer FZPs by resolving features below 39 nm in size in a scanning soft X-ray microscope. The new technique presents high potential for high resolution microscopy in both the soft and hard X-ray range.     

窄光谱带宽X射线刻蚀多层膜光栅

结合X射线荧光分析和同步辐射单色器对窄光谱带宽多层膜的需求,开展了窄光谱带宽刻蚀多层膜光栅的理论和实验研究.用平均密度法从理论上阐明将多层膜刻蚀成不同刻蚀比的多层膜光栅后,光谱分辨率将得到提高.用磁控溅射方法制备了W/C多层膜,并用常规的光刻工艺对其进行刻蚀,得到了刻蚀后的多层膜光栅.掠入射X射线衍射测量表明,刻蚀后多层膜的衍射峰位置向小角方向移动,多层膜光栅没有改变剩余多层膜的结构,而且带宽减小,光谱分辨率得到提高,说明实验采用的工艺方法和工艺路线可以满足制作窄光谱带宽刻蚀多层膜光栅的要求,为今后进一步研究实用化元件打下了基础.     

A compact Schwarzschild soft X-ray microscope with a laser-produced plasma source

A compact Schwarzschild soft X-ray microscope using a laser-produced plasma soft X-ray source has been developed. The laser-produced plasma source, which is small but of high brilliance, has made it possible to use the soft X-ray microscope in a small laboratory. The microscope is composed of a Schwarzschild objective and a grazing incidence mirror condenser. Image contrast for biological specimens in soft X-ray regions is investigated briefly. It is possible to observe the fine structures of a thin specimen at a wavelength of 15 nm; at this wavelength high-contrast images of biological specimens have been obtained with a single laser shot of pulse width of 8 ns at a resolution of 0·3 μm. The resolution of the system is limited by the detector.     

Multilayer optics for the EUV and soft X-rays

1Introduction Engineersandscientistsinfieldsasdiverse asmicrolithographyandspaceastronomyhavea commonneedtouse“light”rangingfromEUV tothesoftX rayregion.Theextremeultraviolet andsoftX rayspectralregionliebetweentheul travioletandthehardX rayregionsoftheelec tromagneticspectrum.Inspiteofthesmooth transitionsbetweenthespectralsubdivisionsit’s worthtodefineroughlytheirapproximatebor ders[1]:extremeultravioletEUV～50nmto～5nm～25eVto～250eV,softX rayregion～5nmto～0.2nm～250eVto～6keV.The…     

同步辐射软X射线多层膜反射率计测量控制系统

本文介绍我们首先使用一块软X射线多层膜反射镜作为色散元件而研制的同步辐射软X射线反射率计的软硬件结构、功能与特点,并报告了实测结果。     

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。     

C/Al软X射线多层膜反射镜的制备与测量

在λ＝ ２８．５ｎｍ 波长处,我们选择了一种新的多层膜材料对Ｃ／Ａｌ。正入射Ｃ／Ａｌ多层膜在１５．０ｎｍ 附近有很低的二级衍射峰。磁控溅射法制备的Ｃ／Ａｌ多层膜样品,用Ｘ射线小角衍射法对其结构进行了测试,并测得Ｃ／Ａｌ软Ｘ射线多层膜的正入射反射率２２％ ±４％ 。     

Dark field X-ray microscopy: the effects of condenser/detector aperture

In order to visualize the functionality of a biological cell, it is often desirable to label specific proteins. In this work we concentrate on the optical theory of visualizing colloidal gold labels with soft X-ray microscopes, where scattering from small gold spheres used as labels dominates the image. Using numerical simulations of bright and dark field imaging, we compare different configurations of condenser and objective lenses in transmission X-ray microscopes, and configurations of detector and objective lens in scanning transmission X-ray microscopes. It is verified that the contrast of small, closely spaced features is strongly affected by changes in these configurations; the optimum situation is to have the condenser aperture (in TXM) or detector aperture (in STXM) equal to 3/2 that of the objective numerical aperture.