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四種針對軟X射線和極紫外波段的分析和診斷光譜儀

來源: 北京先鋒泰坦科技有限公司    2022年07月14日 15:57  

美國McPherson公司是一家專業(yè)的光譜設(shè)備生產(chǎn)廠商,公司位于波士頓西北部的Chelmsford製度保障。自1954年為美國空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室提供第一套光譜儀預下達,服務(wù)于航空航天研究領(lǐng)域,60多年來統籌推進,McPherson一直致力于為***的研究院所提供*流的光譜測試設(shè)備方案。在McPherson的客戶名單上,包括美國NIST了解情況、中國TOKAMAK設(shè)備深入、貝爾實(shí)驗(yàn)室、歐洲聯(lián)合杯JET重要的、奧斯丁核聚變反應(yīng)堆等世界上眾多*流的研究機(jī)構(gòu)開展研究。

McPherson公司已形成一條成熟完整的產(chǎn)品線,涵蓋從紅外部署安排、可見光、紫外技術、極紫外(EUV)推廣開來、真空紫外(VUV)直至軟X射線(SXR)波段的所有領(lǐng)域(光譜范圍從<1nm至78μm)。其所生產(chǎn)的設(shè)備包括從小型光譜儀到20多噸重相對較高、30多米長的大系統(tǒng)資源配置。光譜儀有的在太空飛行, 也有的可以裝入口袋。這些光譜儀光路設(shè)計(jì)包括正入射相關、掠入射大力發展、Criss-Cross、Czerny-Turner生產效率、Corrected Czerny-Turner產能提升、Seya-Namioka結(jié)構(gòu)以及McPherson和Schoeffel**設(shè)計(jì),同時(shí)承接光譜儀和光譜光度計(jì)的定制設(shè)計(jì)。

此外通過活化,McPherson也提供各種光譜儀相關(guān)配件落地生根,如:標(biāo)準(zhǔn)光源,氙燈健康發展、氘燈有效保障、鎢鹵素?zé)簟⒐療糸L效機製、空心陰極燈講實踐、氣體放電燈、單陽極/多陽極軟X射線源等奮戰不懈;標(biāo)準(zhǔn)參考探測器市場開拓,可覆蓋真空紫外-紅外波段;各種組件有所增加,多通道光纖(多達(dá)100多通道)各項要求、耦合器、準(zhǔn)直器越來越重要的位置、真空樣品室新技術、超高真空組件等。

在McPherson所有的產(chǎn)品中順滑地配合,除了傳統(tǒng)C-T結(jié)構(gòu)光譜儀以及超高分辨率光譜儀以外服務為一體,最富盛名的就是其真空紫外和軟X射線光譜儀以及基于該類光譜儀而開發(fā)的一系列產(chǎn)品,如:真空紫外分光光度計(jì)逐漸顯現、真空紫外可調(diào)單色光源全會精神、VUV熒光粉測試系統(tǒng)、UV-VIS-IR光譜校準(zhǔn)測試系統(tǒng)等拓展基地,特別是此類產(chǎn)品在***同步加速器以及核聚變研究方面的應(yīng)用集中展示,已經(jīng)成為了光譜測試領(lǐng)域的傳奇。

McPherson部分客戶

McPherson制造的光譜儀可以在極短的光波長下工作體系流動性,從波長小于1nm探索創新,到可見光范圍,其分析和診斷儀器適合您的應(yīng)用實現了超越,例如新產品,針對工作在高次諧波(HHG)激光診斷,先進(jìn)半導(dǎo)體極紫外測量和分析橋梁作用,高溫軟X射線等離子體物理診斷長遠所需,超高(UHV)或高真空應(yīng)用。McPherson生產(chǎn)開發(fā)了大量的光譜儀型號(hào)和光學(xué)設(shè)計(jì)讓人糾結。以下是在許多光譜學(xué)學(xué)科中廣受歡迎的四種光譜儀規模,這四種光譜儀專為軟X射線和超快極紫外光子源和激光系統(tǒng)的分析和診斷光譜計(jì)量開發(fā)穩定發展,可進(jìn)行0.5到500nm以上的光學(xué)測量。

一優化上下、用于測量低能量深紫外光波長(50-500nm)

主要為234/302型號(hào)能力建設,這是一個(gè)非常好的儀器,可從紫外波段覆蓋至波長30nm生產體系,兼顧掃描應(yīng)用和直接探測CCD快速采集光譜服務。如果您需要更高的光譜分辨率,可以考慮型號(hào)235或型號(hào)225用于相同的波長范圍能力和水平。

234/302實(shí)物圖

234/302——像差校正真空光譜儀覆蓋,主要特點(diǎn):

  • 可搭配CCD或MCP像增強(qiáng)器的真空光譜儀

  • 工作于30nm-VUV波段

  • 高光通量,f/4.5

  • 可選擇——塔輪研究,多出口高效,超高真空(UHV)

234/302實(shí)物圖及多種類型可選

系統(tǒng)示例:基于234/302的真空紫外分光光度計(jì)

光譜實(shí)測數(shù)據(jù):

電離氦、氖發(fā)射光譜測試

200nm以下氘燈光譜測試

真空紫外氫光譜測試

2400g Pt&1200g Al+MgF2

注:采用234/302像差校正光柵搭配直接探測CCD采集氘燈光譜提高,光源為帶氟化鎂光窗的氘燈機構;對于氫、氦和氖空白區,光源是McPherson 629型號(hào)空心陰極燈協調機製;電離氦、氖掃描光譜測試形勢,采用VUV硅探測器及凹面像差校正的單色儀光柵(2400 g/mm鍍Pt涂層和1200 g/mm鍍Al+MgF2涂層)實踐者。

 

235與225型號(hào)真空光譜儀

二、針對高能光譜(1-300nm)的分析和診斷

真空紫外(VUV)248/310型號(hào)符合要求約定管轄,它可搭配單點(diǎn)探測器或作為一種采用凹球面光柵的掃描單色儀數據,狹縫或探測器沿羅蘭圓掃描,它可配置直接探測CCD發揮、MCP像增強(qiáng)器一起工作顯著,當(dāng)與光譜光源集成時(shí),可以成為可調(diào)光源開放以來,適用于半導(dǎo)體占、空間科學(xué)、天體物理學(xué)等領(lǐng)域的計(jì)量和校準(zhǔn)結構不合理。

248/310搭配直接探測CCD

248/310搭配MCP像增強(qiáng)器及CCD

基于248/310的可調(diào)光源

注:McPherson掠入射光譜儀可以多種配置以滿足應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)要求動手能力。如:為了診斷瞬態(tài)等離子體逐步改善,用戶可能需要快速收集一系列數(shù)據(jù)意見征詢,并盡可能具有良好的時(shí)間分辨率, 本儀器可配備具有選通能力的MCP像增強(qiáng)器大大提高;為了監(jiān)測一個(gè)窄的光譜區(qū)域(如FEL的必然要求、HHG X射線激光器)研究成果,配置CCD可以用于高分辨率的直接探測, CCD讀出需要更長的時(shí)間完善好,但它們提供了優(yōu)異的靈敏度和響應(yīng)范圍大面積; 對于測試材料反射/透過率或在軟X射線和極紫外波段的校準(zhǔn),248/310可以設(shè)置反向問題分析、掃描源及提供特定波長的樣品或部件用于測試培養。 

248/310——SXR和EUV羅蘭圓單色儀,主要特點(diǎn):

  • 羅蘭圓光學(xué)系統(tǒng)

  • 1nm到310nm波段范圍

  • 支持掃描狹縫更加完善,直接探測CCD形式,MCP配置

  • 多種光柵可選

三、以高能光譜診斷為目標(biāo)(0.5-150nm)

251MX型號(hào)是一個(gè)輕松的解決方案支撐作用。它使用像差校正的衍射光柵日漸深入,在直接探測CCD(或門控MCP像增強(qiáng)器)上產(chǎn)生25毫米寬的平場。多種衍射光柵可供選擇綜合措施,且可同時(shí)安裝兩塊衍射光柵以提高軟X射線覆蓋范圍可靠保障。該XUV光譜儀活動(dòng)部件少,在軟X射線(SXR)和真空紫外波段內(nèi)易于使用設計標準。

 

251MX實(shí)物及結(jié)構(gòu)圖

251MX——XUV開展、SXR和EUV平場光譜儀,主要特點(diǎn):

  • 像差校正光柵

  • 平場充分發揮,直接用MCP或CCD探測

  • 快速光譜數(shù)據(jù)采集

  • 高真空度10^-6 torr

  • 可選——超高真空(UHV)

    實(shí)測光譜數(shù)據(jù)示例:

雙離子氦光譜測試

氦和氫光譜測試

氬I和II離子光譜測試

氦氖混合氣體光譜測試

MgO光譜測試

Al-K光譜測試

注:MgO光譜是用251MX型號(hào)配置CCD探測的發展成就;300g/mm光柵用于氦和氫數(shù)據(jù);MgO和Al-K數(shù)據(jù)使用2400g/mm光柵重要方式;其余為1200g/mm像差校正的平場光柵開展面對面;光源為McPherson無窗空心陰極燈和軟X射線(SXR)固態(tài)陽極源。

四非常重要、離平面(Off Plane)OP-XCT光譜儀

OP-XCT光譜儀使用環(huán)面鏡和平面光柵進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)成像進一步提升,具有固定的入口和出口狹縫位置,掠入射離面光學(xué)系統(tǒng)效率高營造一處,時(shí)間展寬低改革創新,成像質(zhì)量好,且易于使用取得顯著成效。當(dāng)作為串聯(lián)或雙單色儀時(shí)新模式,滿足時(shí)間補(bǔ)償,這對于EUV和SXR短脈沖和超快激光的應(yīng)用是有益的不容忽視。光譜范圍取決于所選的衍射光柵——提供了四塊可選——通常是8-125nm(10-150eV)組織了。*的非平面光柵幾何結(jié)構(gòu)提供了非常高的衍射效率。它在時(shí)間相關(guān)和角度分辨的光電子能譜(ARPES)以及其他高能研究(如pinch說服力、LPP搶抓機遇、同步加速器)中是一種有效的光譜儀分析。

 

OP-XCT實(shí)物圖

OP-XCT——SXR、EUV離平面光譜儀全面闡釋,主要特點(diǎn):

  • 點(diǎn)對點(diǎn)成像

  • 平面非常激烈,運(yùn)動(dòng)光柵

  • 高光通量

  • 掃描或CCD探測

示例:發(fā)表于Nature的論文



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