提高波长色散X荧光光谱仪晶体衍射强度的方法

波长色散X荧光光谱仪是检验物质化学成份的传统工具,在各个行业中的应用非常广泛。但是由于晶体衍射强度不够高等问题,一直使波长色散X荧光光谱仪在低含量低原子序数元素的分析方面受到一定的限制。本文全面介绍了近年来以加强晶体衍射强度为目的的新技术,例如全聚焦、半聚焦、对数螺线柱面弯曲晶体衍射技术,和双曲面晶体衍射技术及大面积晶体阵列技术。这些新技术新工艺的出现,使波长色散X荧光光谱仪在低含量低原子序数元素分析性能上有了长足的进步。

透射晶体谱仪及其理论计算

为了测量更广能量范围的等离子体辐射的硬X射线轫致辐射光谱,以获得激光等离子体超热电子能谱的特性,基于柱面弯曲晶体的分光原理,提出了透射晶体谱仪。为满足实验中光源到谱仪距离不同的需要,设计了Johann型可调节透射晶体谱仪。谱仪中的会聚狭缝设计成可移动的,位置随着光源到谱仪距离的变化而改变。通过理论计算获得了会聚狭缝位置变量与光源距离变化之间的关系,得出小角度(小于0.2 rad)入射时能够保证入射光线经过晶体后近似会聚于一点,并对谱仪具体设计时遇到的一些问题,给出了初步的理论分析和看法。该谱仪中会聚狭缝的可调节解除了谱仪到光源距离固定的限制;前端晶体的可更换,也增加了谱仪测量的灵活性。

劳厄弯晶光学特性的光线追迹研究

基于X射线几何衍射的晶层模型,编写了用于柱面弯曲劳厄晶体的光线追迹软件。程序主体用C语言编写,在VC++环境下运行。利用程序分别对衍射光方向和能量带宽两方面不同的项目进行追迹,通过模拟结果与理论计算和实验结果的对比,显示出很好的一致性,从而验证了程序在追迹衍射光衍射方向变化和能量变化方面的正确性。利用该光线追迹软件,追迹得到衍射光的光路(即任意位置处光斑的大小和空间分布)以及衍射光能量带宽,通过对追迹结果的分析研究,得到劳厄弯晶聚焦、准直和色散等光学特性。

一种新型硬X射线超高能量分辨弯晶光谱仪

基于目前世界上先进光源的硬X射线光谱仪的设计算法,采用圆柱面强弯曲布拉格晶体分光实现高能量分辨。提出了一种新型二次衍射分光光谱仪结构,可在3~25 keV光子能量范围内实现单发脉冲2×10^(5)的能量分辨率。运用理论分析和数值计算验证了光谱仪的能量分辨性能,并通过机械扫描得到带宽大于1%的重组光谱。该技术可以用于测量上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)硬X射线波段自放大自发辐射光谱中的细锐结构以及用户科学实验中的高分辨光谱的探测和应用,具有重要的研究价值和意义。