高精度X射线柱面弯晶检测方法

以实验室中的X射线管作为光源,配合CMOS探测器涂层闪烁体纤维面板实时在线记录设备,建立了柱面弯晶检测平台。通过高精度的同轴转台设计,将整个柱面弯晶曲面转换为多个线段区间来分别进行检测,并对光路排布以及谱线的位置移动进行了解析计算。选用铁靶材X射线管(特征谱线波长为0.1936 nm)作为实验光源,曲率半径120 mm的石英柱面弯晶作为样品,实验获得了清晰的铁特征谱线(Fe-K_(α)和Fe-K_(β))。通过分析柱面弯晶上9个采样位置的图像,发现Fe-K_(α)谱线位置移动了96μm,对应的半径偏差为40μm,为0.033%。经过检测的石英柱面弯晶已经在大型激光装置上应用,并获得高质量的光谱图像,证明了该实验方法对柱面弯晶品质检测的有效性。

透射式柱面弯晶谱仪的单滤片能量刻度方法

根据布拉格衍射定律和晶层模型,推导了透射式柱面弯晶谱仪的三维衍射光路的理论公式,并利用该理论研究了谱仪测量光谱的能量刻度问题。在考虑了实验中谱仪与光源的准直度和记录介质放置姿态带来的误差后,发现利用多种滤片的K吸收边进行公式拟合得到弯晶谱仪能量刻度曲线的方法对低能X射线谱线的误差较大,进而提出了用单滤片通过理论公式模拟计算进行谱仪能量刻度的方法。通过对透射式柱面弯晶谱仪测量到的Ag靶X光机的实验光谱进行能量刻度,实现了用单滤片在线定标弯晶谱仪,验证了理论公式和能量刻度方法的正确性。

圆柱面和圆锥面弯晶谱仪的理论计算及设计

用光线追迹的方法对圆柱面和圆锥面弯晶谱仪进行了理论计算,得到了谱仪的空间与色散坐标、线色散率、角色散率、光谱分辨力、空间和光谱放大率以及谱仪亮度等参数的解析计算公式,并对两类谱仪进行了具体的参数设计及性能比较。结果表明,圆锥面弯晶谱仪比同类型的传统圆柱面弯晶谱仪有着更为良好的聚焦性能,能够进一步改善谱仪的光子收集效率、谱仪亮度以及空间分辨力。这项工作为谱仪研制提供了理论基础和设计依据。