掠出射微区X射线荧光分析系统的建立及其在薄膜分析中的应用

介绍了一种综合导管X光透镜及全反射X射线荧光分析技术的掠出射微区X射线荧光分析方法,并将其应用北京师范大学低能核物理研究所离子束物理与技术教研室采用MEVVA源离子束和薄膜沉积技术制备的纳米金属单层纳米薄膜及纳米多层膜的分析。实验中所用X光透镜的焦斑大小为41.7μm。通过对薄膜样品的掠出射角度扫描分析,可得到薄膜特征X射线的掠出射角分布曲线,通过将实验曲线与理论模拟曲线进行拟合,可得到薄膜样品在微小区域的厚度及密度。结果表明,相比于通过薄膜沉积过程中的离子电量估计的薄膜厚度值,该方法测出的薄膜厚度更接近于薄膜的实际厚度。同时结果表明,使用MEVVA离子束薄膜沉积技术所镀薄膜的密度均小于体材料样品的密度值,且薄膜厚度的增加,薄膜密度逐渐增大并接近于体材料的密度值。另外,通过对薄膜样品表面进行二维扫描分析,实验中,扫描步长为50μm,扫描区域为500μm*500μm,可分析薄膜表面微小区域的均匀性。     

X射线衍射技术在材料分析中的应用

X射线衍射分析技术是一种十分有效的材料分析方法,在众多领域的研究和生产中被广泛应用。介绍了X射线衍射的基本原理,从物相鉴定、点阵参数测定、微观应力测定等几方面概述了X射线衍射技术在材料分析中的应用进展。     

X射线衍射分析技术在新药及制药研究中的应用进展

X射线衍射分析技术是在 2 0世纪 5 0年代末到 6 0年代初进入我国 ,目前广泛应用于我国的物理、化学、地质、材料、药学等学科。虽然美国 70年代已经将该种分析技术应用于化学药物的检测 ,但我国则是在 2 0世纪末才将该技术列入新药和药典的部分检测项目中 ,本文目的是帮助药学同仁了解X射线衍射分析技术在药学研究中的最新进展、应用领域和主要功能     

X射线正入射显微镜及其在ICF中的应用

全面叙述了X射线正入射显微镜的发展,探讨了影响正入射显微镜性能的关键技术问题,指出了其在等离子体诊断中的应用。     

能量色散X射线荧光能谱仪(EDXRF)在油液分析中的应用

本文在简要介绍X射线荧光能谱分析技术的基础上,以ThermoFisher公司生产的QUANT’X射线荧光能谱仪为例,介绍其在油液分析中的应用研究,并与原子发射光谱进行比较,分析X射线荧光能谱分析技术在应用于油液分析中的优势和不足,并提出相应的解决办法。     

X射线无损探伤技术在变电站运行状态GIS检测中的应用

现有变电站运行状态GIS检测工作,难以确保所有高压输电站都能实现每年一次的检修工作,因此研究了X射线无损探伤技术,并将其应用在变电站运行状态GIS检测中。预先设计了X射线防护装置,屏蔽高压电磁脉冲对X射线机的干扰;在此基础上,构建X射线相机模型,并选择合适的管电压、管电流,明确工件对比度和成像板灵敏度;通过几何变换、灰度变换、图像平滑和阈值分割手段,处理GIS检测图像,实现检测变电站运行状态。实验测试结果可知,当施加电压超过150kV时,无防护装置的X射线机被高压脉冲干扰,无法显示检测结果;而有防护装置的测试组中,当施加电压超过330kV时,X射线机依旧可以显示GIS检测结果。可见此次应用的X射线无损探伤技术,在防护装置的辅助下,可以更好地实现变电站运行状态检测。     

Dmax-Ⅲ B型X射线衍射仪在耐火材料物相分析中的应用

x射线衍射仪是进行物质晶体结构分析的主要设备,能够迅速、有效、准确地进行物相分析。本文介绍了Dmax-ⅢB型x射线衍射仪的基本结构与工作原理;阐述了x射线分析技术在耐火材料物相分析（定性分析和定量分析）中的应用。     

能量色散X射线荧光分析技术在环境空气质量监测中对铅测定的应用

传统方法测定环境空气中的铅成本高、耗时长、效率低.本文按照规范进行手工样品采集的滤膜,先测定颗粒物含量,再采用EDXRF技术测定,对测定数据的重复性、均匀性、代表性和平行性进行分析,研究铅含量与颗粒物相关性,最后对滤膜预处理用ICP法测定,并与ICP法结果进行准确性比较.研究结果满意,为下一步开发研制环境空气铅自动监测系统,推广至环境空气中其它金属测定提供依据.     

单通道和多通道毛细管光学元件－技术发展水平和应用

毛细管光学元件在X射线分析中的应用已有20多年的历史,在这段时间里,毛细管光学元件的制作技术发生了很大的变化。上世纪90年代初,使用的是组装的毛细管光学元件,目前,集成的多通道毛细管光学元件已广泛地应用于市场销售的X射线分析设备中。这些元件的毛细管直径在微米量级,其光学性质可以根据几何光学的光线追迹计算进行描述。最近,由于多通道毛细管制作技术的改进,已成功制成了200 nm及以下通道尺寸的毛细管光学元件。在这样小的通道尺寸下,观察到了X射线辐射的波动效应。最后文章介绍了毛细管光学元件在X射线微荧光分析和微衍射方面的应用。     

使用平行束软X光透镜的深亚微米X射线光刻

使用本实验室研制的整体平行束软X光透镜作为准直器和电子枪软X光源相配,作成了平行束软X光源,用此平行束软X光源进行了深亚微米X射线光刻实验。刻出了1.0μm～0.2μm的线条。文中对实验装置和光刻结果作了简要的介绍。     

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。     

微束XRF系统中X射线聚焦光学元件研究

高性能X射线聚焦光学元件是实现亚微米分辨率微束X射线荧光分析系统(XRF)的关键器件。给出一种新型的微束XRF系统设计结构,介绍两种典型的X射线聚焦光学元件:X射线聚焦毛细管透镜和X射线组合折射透镜的结构与光学参数。数值计算比较了X射线聚焦毛细管透镜和X射线组合折射透镜的光学聚焦性能。分析结果体现了X射线聚焦组合透镜作为聚焦光学元件在焦斑大小、透过率、强度增益和检测范围等方面的优势。     

Repeatable and accurate assembly of X-ray foil optics

Repeatable and accurate assembly of thin, foil optics is crucial to meeting performance goals in optical systems such as grazing-incidence X-ray telescopes and diffractive lithography tools. Our previous work in proving key technologies for assembly has been motivated by the need to meet spectral resolution goals for the NASA Constellation-X mission. We report a new generation of technology that makes strides towards simulating actual telescope assembly conditions. Our technology is based on the use of micromachined silicon tooling that we call microcombs. Theoretical error budgeting and analytical models were applied to a mechanical design with an isolated metrology frame and high-resolution actuation with feedback. Experimental testing has yielded assembly results with sub-micron repeatability and accuracy. For complete foil reassembly, placement errors are approximately 0.3  m over a 140 mm× 100 mm× 0.4 mm foil. Accuracy of assembly in pitch and yaw are 0.34 and 2.01  m, respectively. This performance meets the 1  m telescope assembly accuracy goal with the exception of yaw accuracy, which is under continued development.     

X-ray microscopy: experimental results with the Göttingen X-ray microscope at the electron storage ring BESSY in Berlin

An X-ray microscope and X-ray microscopy experiments with biological specimens are described. The experiments have been performed with a resolution of about 0.05 μm using the synchrotron radiation of the electron storage ring BESSY.     

Interferometric measurement of femtosecond optical pulses emitted from a fibre probe

An interferometric technique is applied to a temporal analysis of the far-field radiation from a near-field optical fibre probe. A balanced homodyne scheme combined with lock-in detection at dual harmonics allows one to evaluate the temporal form of weak signal pulses, even in the presence of some environmental vibrations that disturb the optical interference. The transmission properties of a small aperture are formulated theoretically. It is shown that the sub-wavelength aperture should not distort the femtosecond optical pulses temporally, which is consistent with the experimental observation.     

多层膜Laue透镜对10 keV硬X射线聚焦性能的理论计算

采用NbC/Si材料组合设计多层膜Laue透镜,总膜厚为40μm,利用衍射动力学理论分析多层膜Laue透镜对硬X射线的衍射效率及聚焦分辨率。通过两种方法提高多层膜Laue透镜的分辨率。第一种方式是减小膜层的最外层宽度,该方法要求结构必须是楔型结构,制备极其困难。第二种方法是使用多层膜Laue透镜的高级次,该方法在不增加制备难题的前提下能有效提高分辨率。通过使用多层膜Laue透镜的-3级次,对10keV硬X射线获得了分辨率为6.72nm,衍射效率为49.31%的聚焦光斑。     

Ptychographic characterization of the wavefield in the focus of reflective hard X-ray optics

A technique for quantitatively characterizing the complex-valued focal wavefield of arbitrary optics is described and applied to reconstructing the coherent focused beam produced by a reflective/diffractive hard X-ray mirror. This phase-retrieval method, based on ptychography, represents an important advance in X-ray optics characterization because the information obtained and potential resolution far exceeds that accessible to methods of directly probing the focus. Ptychography will therefore be well-suited for characterizing and aligning future nanofocusing X-ray optics.