5上刻有狭缝Cl1和狭缝D12 ;狭缝Cl1底端与狭缝D12顶 端在y方向对称，狭缝D12底端中心与高线对密度光栅10中心在z方向重合。
[0021] 所述的光阴极元件6固定于光阴极狭缝元件5后且覆盖光阴极狭缝。
[0022] 本发明的高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪可用于软X射线谱的测量。实 验中选取低线对密度光栅9线对密度为2000线对/毫米，高线对密度光栅10线对密度为 5000线对/毫米，两光栅面积均为IX1mm2。
[0023] 透射光栅2测量能区要求覆盖100eV~5000eV(0. 248nm~12. 4nm)，因此 i^a24沁贿，。选取狭缝A7和狭缝B8宽度D1均为1⑷/浙，X射线源I宽度为L1=ISOOmm，如图5所示。同时为了使低线对密度光栅9和高线对密度光
[0024] 根据实验条件的要求，得出谱仪设计的原则有：a)覆盖全部能区；b)全部记录 长度不超过光阴极大小30mm;c)能谱分辨本领为10。因此由公式（2)和（4)得光栅谱仪的 设计参数。
[0025] 可得优化距离/dS丨(_丨69册併，进一步求的优化后的人处波长为：1. 14nm，约为 1. 09keV。因此可以得低线对密度光栅9的所测谱范围为0. 1~1. 09keV，能谱分辨本领：
上的色散长度Y1S23. 9mm;高线对密度光栅10在光阴极6上的色散长度Y2为6mm。线 对密度光栅9和高线对密度光栅10垂直相距距离Y。为3. 5mm，水平相距距离X。为Imm。
[0026] 实施例2 本实施例与实施例1的光路结构相同，不同之处是，实验中选取低线对密度光栅9线对 密度为2000线对/毫米，高线对密度光栅10线对密度为5000线对/毫米，两光栅面积均 为IX1mm2。低线对密度光栅9和高线对密度光栅10垂直相距距离Y。为3. 5mm，水平相距 距离X。为Imm。X射线源1到透射光栅3的距离L^1500mm，透射光栅3到光阴极6的距 离L2=1037mm，光阴极6的长度为30mm。
[0027] 实验中选取狭缝A7和狭缝B8的宽度D# 卿綱I，X射线源1宽度为
0. 07nm，所测谱范围为0. 90~5keV。低线对密度光栅9在光阴极6上的记录长度Y1S22. 8 _ ;高线对密度光栅10的记录长度￥2为7. 14 _。
[0028] 实施例3 本实施例与实施例1的光路结构相同，不同之处是，实验中透射光栅3类型可为矩形光 栅，也可为单级衍射光栅。选取低线对密度光栅9线对密度为1000线对/毫米，高线对密 度光栅10线对密度为3300线对/毫米，两光栅面积均为5X0.2mm2。低线对密度光栅9 和高线对密度光栅10垂直相距距离Y。为6. 27mm，水平相距距离X。为Imm。X射线源1到 透射光栅3的距离1^=4850mm，透射光栅3到光阴极6的距离L2=1914mm，光阴极6的长度 为 30mm。
[0029] 实验中选取狭缝A7和狭缝B8的宽度D#丨即/抑，X射线源1宽度为
0. 03nm，所测谱范围为0. 89~5keV。低线对密度光栅9在光阴极6上的记录长度Y1S22. 8 _ ;高线对密度光栅10的记录长度￥2为7. 14 _。
【主权项】
1. 一种高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，其特征在于，所述的透射光栅谱仪 包括入射狭缝元件（2)、透射光栅元件（3)和条纹相机（4)，所述的入射狭缝元件（2)、透射 光栅元件（3)和条纹相机（4)在光路的z方向依次排布；所述的透射光栅元件（3)上包含 低线对密度光栅（9)和高线对密度光栅（10);所述的条纹相机（4)上包含光阴极狭缝元件 (5 )和光阴极元件（6 )，所述的光阴极狭缝元件（5 )和光阴极元件（6 )在光路的z方向依次 排布；X射线源（1)产生的X射线经入射狭缝元件（2 )，透射光栅元件（3 )色散，形成两个分 辨率不同的光谱，两光谱在空间上错位，经条纹相机（4)扫描后，获得X射线光谱。2. 根据权利要求1所述的高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，其特征在于，所 述的入射狭缝元件（2 )固定于透射光栅元件（3 )前，入射狭缝元件（2 )上刻有狭缝A (7 )和 狭缝B (8)，狭缝A (7)与狭缝B (8)宽度均为D1;狭缝A (7)的长度大于低线对密度光栅 (9)的长度，狭缝A (7)的中心与低线对密度光栅（9)的中心在z方向重合；狭缝B (8)的 长度大于高线对密度光栅（10)的长度，狭缝B (8)的中心与高线对密度光栅（10)的中心在 z方向重合。3. 根据权利要求1所述的高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，其特征在于，所 述的低线对密度光栅（9)线对密度为1000到2000线对/毫米；高线对密度光栅（10)线对 密度为2000到5000线对/毫米；低线对密度光栅（9)与高线对密度光栅（10)内侧边缘在 X方向相距距离为X。;低线对密度光栅（9)与高线对密度光栅（10)中心在y方向相距距离 为Y。。4. 根据权利要求1所述的高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，其特征在于，所 述的光阴极狭缝元件（5)上刻有狭缝C (11)和狭缝D (12);狭缝C (11)底端与狭缝D (12) 顶端在y方向对称，狭缝D (12)底端中心与高线对密度光栅（10)中心在z方向重合；狭缝 C (11)与狭缝D (12)宽度相等，宽度值范围为100~300微米；狭缝C (11)长度为Y1，狭缝 D (12)长度为Y2;狭缝C (11)与狭缝D (12)内侧边缘沿X方向相距距离X。。5. 根据权利要求1所述的高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，其特征在于，所 述的光阴极元件（6 )固定于光阴极狭缝元件（5 )后且覆盖光阴极狭缝；光阴极元件（6 )的长 度值是狭缝C (11)与狭缝D (12)长度之和，宽度值等于狭缝C、狭缝D及其内侧边缘沿X 方向相距距离之和。
【专利摘要】本发明提供了一种高谱分辨与宽谱测量范围的透射光栅谱仪，所述的透射光栅谱仪包括入射狭缝、透射光栅、条纹相机以及与条纹相机相匹配的光阴极狭缝和光阴极；物体发出的X射线通过入射狭缝，经透射光栅色散，形成两个分辨率不同的光谱，两光谱在空间上错位，经过条纹相机前的光阴极狭缝，挡除多余光谱，即可在条纹相机上获得高时空分辨、宽范围的X射线光谱。本发明的透射光栅谱仪在保证所测谱范围的基础上，可获得更高的谱分辨率，并且适用于时间分辨光谱的测量，对X射线谱精密测量具有广阔应用前景。
【IPC分类】G01J3/28
【公开号】CN105067117
【申请号】CN201510596413
【发明人】易涛, 王传珂, 刘慎业, 王保清, 李晋, 朱效立, 谢长青
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月18日