雙光柵X射線譜儀的設計、研制與應用研究.pdf

1、在慣性約束聚變（ICF）中，通過對軟X射線譜的精確測量，可以獲得激光與等離子體相互作用的原理機制以及電子溫度、離子溫度等等離子體參數(shù)條件。由于透射光柵譜儀在測譜過程中具有較高的譜分辨率，較寬的能譜測量范圍，較高的衍射效率，儀器操作簡單等優(yōu)點，已廣泛應用于慣性約束聚變軟 X射線譜的診斷試驗中。
　　在使用透射光柵譜儀測量能譜過程中，由于記錄介質(zhì)和儀器長度的限制，使得測譜范圍和所測譜分辨存在著相互制約的矛盾。當譜儀長度固定時，使用低線

2、對密度光柵可獲得較寬范圍的測量光譜，但是會降低所測光譜的分辨率；使用高線對密度光柵可獲得較高的譜分辨率，但是由于條紋相機光陰極長度的限制，又會降低所測得的光譜范圍。
　　為了解決光柵譜儀中譜分辨和測譜范圍相互制約的這一矛盾，本工作設計了一種新型透射光柵譜儀，即錯位雙光柵譜儀。該譜儀在保證所測譜范圍的基礎上，可提高譜儀的分辨率，同時可耦合時間分辨設備（條紋相機），可獲得具有0.1~5keV測量范圍的X射線時間分辨譜。
　　錯位

3、雙光柵譜儀采用雙光柵色散元件結構，即在同一塊光柵元件上，分別采用兩塊不同線對密度的光柵（2000和5000線對/毫米）錯位排布。通過理論計算，2000線對/毫米光柵用于測量0.1~1.09keV軟X射線譜，其譜分辨率為0.11nm；5000線對/毫米光柵用于測量1.09~5keV的X射線譜，其譜分辨率為0.05nm。通過設計的新型結構的光陰極狹縫，可將兩段不同能段的光譜在條紋相機上拼接到一塊，那么就可得到一條高分辨率、寬波長的X射線譜。

4、
　　為了得到兩個不同線對密度光柵的絕對衍射效率值，在北京同步輻射裝置上，利用能點為200~1600eV的軟X射線源，對所設計的錯位雙光柵色散元件進行了實驗標定。通過標定實驗，得到了該光柵的各級衍射能譜圖和衍射強度，分析了光柵的性能。將光柵結構參數(shù)與嚴格耦合波理論相結合，計算了光柵的各級絕對衍射效率值，為光柵譜儀的解譜提供依據(jù)。
　　為了驗證設計的錯位雙光柵譜儀的可行性，在北京同步輻射實驗室采用單色能點照射雙光柵，得到了錯位