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透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟

尚万里 朱托 熊刚 赵阳 张文海 易荣清 况龙钰 曹磊峰 高宇林 杨家敏 赵屹东 崔明启 郑雷 韩勇 周克瑾 马陈燕

透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟

尚万里, 朱托, 熊刚, 赵阳, 张文海, 易荣清, 况龙钰, 曹磊峰, 高宇林, 杨家敏, 赵屹东, 崔明启, 郑雷, 韩勇, 周克瑾, 马陈燕
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  • 透射光栅广泛应用于软X射线能谱测量.为了获得用于惯性约束聚变研究的透射光栅的各级衍射效率及其他参数,在北京同步辐射源上200—1600 eV能量范围内对其进行了标定,获得了透射光栅衍射效率的实验结果.扩展了透射光栅衍射效率的计算方法,提出了7边准梯形截面衍射效率计算模型.分析拟合了实验数据,理论结果与实验结果很好符合.得到了7边准梯形的透射光栅栅线截面结构.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划资助的课题.
    [1]

    Dijkstra J H, Lantwaard L J 1975 Opt. Commum. 15 300

    [2]

    Brauninger H, Kraus H, Dangschat H, Beuermann K P, Predehl P, Trumper J 1979 Appl. Opt. 18 3502

    [3]

    Arakawa E T, Caldwell P J 1980 Nucl. Instum. and Meth. 172 293

    [4]

    Hawryluk A M 1981 J. Vac. Sci. Tech. 19 897

    [5]

    Bionta R M 1987 Appl. Phys. Lett. 51 725

    [6]

    Eidmann K, Kishimoto T, Herrmann P, Mizui J, Pakula R, Sigel R, Witkowski S 1986 Laser and Part. Beams. 4 521

    [7]

    Mochizuki T, Yabe T, Okada K, Hamada M, Ikeda N, Kiyokawa S, Yamanaka C 1986 Phys .Rev. A 33 525

    [8]

    Tsakiris G D, Herrmann P, Pakula R, Schmalz S, Sigel R, Witkowski S 1986 Europhys. Lett. 2 213

    [9]

    Ceglio N M, Kauffman R L, Hawryluk A M, Medecki H 1983 Appl. Opt. 22 318

    [10]

    Matthews D L, Hagelstein P L, Rosen M D, Eckart M J, Ceglio N M, Hazi A U, Medecki H, MacGowan B J, Trebes J E, Whitten B L, Campbell E M, Hatcher C W, Hawryluk A M, Kauffman R M, Pleasance L D, Rambach G, Scofield J H, Stone G, Weaver T A 1985 Phys. Rev. Lett. 54 110

    [11]

    Li Y L, Bai W A, Chen S S, Xu Z Z 1989 Acta Optica Sinica 9 550 (in Chinese) [李跃林、白文安、陈时胜、徐至展 1989 光学学报 9 550]

    [12]

    Wang Z S, Tian Z H, Chen B, Wang z, Gao J S, Tian X Z, Chen Z W, Fan P Z, Chen X D 1999 Spectroscopy and Spectral Analysis 19 875 (in Chinese) [王占山、田振华、陈 斌、王 智、高劲松、田兴志、陈志伟、范品忠、陈星旦 1999 光谱学与光谱分析 19 875]

    [13]

    Deng J, Zhong F C, Qin L, Zhang Z Q, Xu Z Z 2000 Acta Optica Sinica 20 647 (in Chinese) [邓 健、钟方川、覃 岭、张正泉、徐至展 2000 光学学报 20 647]

    [14]

    Zhao Y D, Cui M Q, Zhu P P, Cui C W 2000 High Energy Physics and Nuclear Physics 24 1403 (in Chinese) [赵屹东、崔明启、朱佩平、崔聪悟 2000 高能物理与核物理 24 1043]

    [15]

    Zhu W Z, Wu Y Q, Guo Z, Zhu X L, Ma J, Xie C Q, Shi P X, Zhou H J, Huo T L, Tai R Z, Xu H J 1998 Acta Phys. Sin. 57 6386 (in Chinese) [朱伟忠、吴衍青、郭 智、朱效立、马 杰、谢常青、史沛熊、周洪军、霍同林、邰仁忠、徐洪杰 1998 物理学报 57 6386]

    [16]

    Zhu X L, Ma J, Xie C Q, Ye T C, Liu M, Cao L F, Yang J M, Zhang W H 2008 Acta Optica Sinica 28 1026 (in Chinese) [朱效立、马 杰、谢常青、叶甜春、刘 明、曹磊峰、杨家敏、张文海 2008 光学学报 28 1026]

    [17]

    Liu L H, Liu G, Xiong Y, Huang X L, Chen J, Li W J, Tian J P, Tian Y C 2009 Optics and Precision Engineering 17 72 (in Chinese) [柳龙华、刘 刚、熊 瑛、黄新龙、陈 洁、李文杰、田金萍、田扬超 2009 光学精密工程 17 72]

    [18]

    Schnopper H W, Van Speybroeck L P, Delvaille J P, Epstein A, Kallne E, Bachrach R Z, Dijkstra J, Lantward L 1977 Appl. Opt. 16 1088

    [19]

    Brauninger H, Predehl P, Beuermann K P 1979 Appl. Opt. 18 368

    [20]

    Yang J M, Yi R Q, Ma H L, Chen Z L, Wang H B, Sun K X, Wen S H, Zhen Z J, Tang D Y, Cui M Q, Li G, Cui C W 1996 Acta Optica Sinica 16 1631 (in Chinese) [杨家敏、易荣清、马洪良、陈正林、王红斌、孙可煦、温树槐、郑志坚、唐道源、崔明启、黎 刚、崔聪悟 1996 光学学报 16 1631]

    [21]

    Yang J M, Yi R Q, Chen Z L, Sun K X, Ding Y N, Zhen Z J, Li C G, Cui M Q, Zhu P P, Cui C W 1998 Acta Phys. Sin. 47 613 (in Chinese) [杨家敏、易荣清、陈正林、孙可煦、丁耀南、郑志坚、李朝光、崔明启、朱佩平、崔聪悟 1998 物理学报 47 613]

    [22]

    Yang J M, Ding Y N, Cao L F, Ding Y K, Yang G H, Zhen Z J, Wang Y M, Zhang W H, Cui M Q, Zhu P P, Zhao Y D, Li G 2000 High Power Laser and Particle Beams 12 723 (in Chinese) [杨家敏、丁耀南、曹磊峰、丁永坤、杨国洪、郑志坚、王耀梅、张文海、崔明启、朱佩平、赵屹东、黎 刚 2000 强激光与粒子束 12 723]

    [23]

    Born M, Wolf E 1964 Principles of Optics (New York: Macmillan) Chap. 8

  • [1]

    Dijkstra J H, Lantwaard L J 1975 Opt. Commum. 15 300

    [2]

    Brauninger H, Kraus H, Dangschat H, Beuermann K P, Predehl P, Trumper J 1979 Appl. Opt. 18 3502

    [3]

    Arakawa E T, Caldwell P J 1980 Nucl. Instum. and Meth. 172 293

    [4]

    Hawryluk A M 1981 J. Vac. Sci. Tech. 19 897

    [5]

    Bionta R M 1987 Appl. Phys. Lett. 51 725

    [6]

    Eidmann K, Kishimoto T, Herrmann P, Mizui J, Pakula R, Sigel R, Witkowski S 1986 Laser and Part. Beams. 4 521

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    Mochizuki T, Yabe T, Okada K, Hamada M, Ikeda N, Kiyokawa S, Yamanaka C 1986 Phys .Rev. A 33 525

    [8]

    Tsakiris G D, Herrmann P, Pakula R, Schmalz S, Sigel R, Witkowski S 1986 Europhys. Lett. 2 213

    [9]

    Ceglio N M, Kauffman R L, Hawryluk A M, Medecki H 1983 Appl. Opt. 22 318

    [10]

    Matthews D L, Hagelstein P L, Rosen M D, Eckart M J, Ceglio N M, Hazi A U, Medecki H, MacGowan B J, Trebes J E, Whitten B L, Campbell E M, Hatcher C W, Hawryluk A M, Kauffman R M, Pleasance L D, Rambach G, Scofield J H, Stone G, Weaver T A 1985 Phys. Rev. Lett. 54 110

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    Li Y L, Bai W A, Chen S S, Xu Z Z 1989 Acta Optica Sinica 9 550 (in Chinese) [李跃林、白文安、陈时胜、徐至展 1989 光学学报 9 550]

    [12]

    Wang Z S, Tian Z H, Chen B, Wang z, Gao J S, Tian X Z, Chen Z W, Fan P Z, Chen X D 1999 Spectroscopy and Spectral Analysis 19 875 (in Chinese) [王占山、田振华、陈 斌、王 智、高劲松、田兴志、陈志伟、范品忠、陈星旦 1999 光谱学与光谱分析 19 875]

    [13]

    Deng J, Zhong F C, Qin L, Zhang Z Q, Xu Z Z 2000 Acta Optica Sinica 20 647 (in Chinese) [邓 健、钟方川、覃 岭、张正泉、徐至展 2000 光学学报 20 647]

    [14]

    Zhao Y D, Cui M Q, Zhu P P, Cui C W 2000 High Energy Physics and Nuclear Physics 24 1403 (in Chinese) [赵屹东、崔明启、朱佩平、崔聪悟 2000 高能物理与核物理 24 1043]

    [15]

    Zhu W Z, Wu Y Q, Guo Z, Zhu X L, Ma J, Xie C Q, Shi P X, Zhou H J, Huo T L, Tai R Z, Xu H J 1998 Acta Phys. Sin. 57 6386 (in Chinese) [朱伟忠、吴衍青、郭 智、朱效立、马 杰、谢常青、史沛熊、周洪军、霍同林、邰仁忠、徐洪杰 1998 物理学报 57 6386]

    [16]

    Zhu X L, Ma J, Xie C Q, Ye T C, Liu M, Cao L F, Yang J M, Zhang W H 2008 Acta Optica Sinica 28 1026 (in Chinese) [朱效立、马 杰、谢常青、叶甜春、刘 明、曹磊峰、杨家敏、张文海 2008 光学学报 28 1026]

    [17]

    Liu L H, Liu G, Xiong Y, Huang X L, Chen J, Li W J, Tian J P, Tian Y C 2009 Optics and Precision Engineering 17 72 (in Chinese) [柳龙华、刘 刚、熊 瑛、黄新龙、陈 洁、李文杰、田金萍、田扬超 2009 光学精密工程 17 72]

    [18]

    Schnopper H W, Van Speybroeck L P, Delvaille J P, Epstein A, Kallne E, Bachrach R Z, Dijkstra J, Lantward L 1977 Appl. Opt. 16 1088

    [19]

    Brauninger H, Predehl P, Beuermann K P 1979 Appl. Opt. 18 368

    [20]

    Yang J M, Yi R Q, Ma H L, Chen Z L, Wang H B, Sun K X, Wen S H, Zhen Z J, Tang D Y, Cui M Q, Li G, Cui C W 1996 Acta Optica Sinica 16 1631 (in Chinese) [杨家敏、易荣清、马洪良、陈正林、王红斌、孙可煦、温树槐、郑志坚、唐道源、崔明启、黎 刚、崔聪悟 1996 光学学报 16 1631]

    [21]

    Yang J M, Yi R Q, Chen Z L, Sun K X, Ding Y N, Zhen Z J, Li C G, Cui M Q, Zhu P P, Cui C W 1998 Acta Phys. Sin. 47 613 (in Chinese) [杨家敏、易荣清、陈正林、孙可煦、丁耀南、郑志坚、李朝光、崔明启、朱佩平、崔聪悟 1998 物理学报 47 613]

    [22]

    Yang J M, Ding Y N, Cao L F, Ding Y K, Yang G H, Zhen Z J, Wang Y M, Zhang W H, Cui M Q, Zhu P P, Zhao Y D, Li G 2000 High Power Laser and Particle Beams 12 723 (in Chinese) [杨家敏、丁耀南、曹磊峰、丁永坤、杨国洪、郑志坚、王耀梅、张文海、崔明启、朱佩平、赵屹东、黎 刚 2000 强激光与粒子束 12 723]

    [23]

    Born M, Wolf E 1964 Principles of Optics (New York: Macmillan) Chap. 8

  • [1] 尚万里, 杨家敏, 赵阳, 朱托, 熊刚. 透射光栅衍射效率的通用模型. 物理学报, 2011, 60(9): 094212. doi: 10.7498/aps.60.094212
    [2] 尚万里, 朱托, 况龙钰, 张文海, 赵阳, 熊刚, 易荣清, 李三伟, 杨家敏. 透射光栅谱仪测谱不确定度分析. 物理学报, 2013, 62(17): 170602. doi: 10.7498/aps.62.170602
    [3] 刘钰薇, 张文海, 张继成, 范全平, 魏来, 晏卓阳, 赵屹东, 崔明启, 邱荣, 曹磊峰. 准随机矩形孔阵列透射光栅. 物理学报, 2015, 64(7): 074201. doi: 10.7498/aps.64.074201
    [4] 周小为, 刘颖, 徐向东, 邱克强, 刘正坤, 洪义麟, 付绍军. 大口径多层介质膜光栅衍射效率测量及其在制作工艺中的应用. 物理学报, 2012, 61(17): 174203. doi: 10.7498/aps.61.174203
    [5] 李宝, 杜炳政, 朱京平. Bragg反射齿型平面凹面衍射光栅性能研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154211. doi: 10.7498/aps.64.154211
    [6] 李宝, 朱京平, 杜炳政. 基于Bragg反射面结构的衍射光栅设计与研究. 物理学报, 2014, 63(19): 194209. doi: 10.7498/aps.63.194209
    [7] 孔伟金, 云茂金, 孙 欣, 刘均海, 范正修, 邵建达. 基于严格耦合波理论的多层介质膜光栅衍射特性分析. 物理学报, 2008, 57(8): 4904-4910. doi: 10.7498/aps.57.4904
    [8] 孔伟金, 王书浩, 魏世杰, 云茂金, 张文飞, 王心洁, 张蒙蒙. 基于严格耦合波理论的宽光谱金属介质膜光栅衍射特性分析. 物理学报, 2011, 60(11): 114214. doi: 10.7498/aps.60.114214
    [9] 王英利, 姚保利, 门克内木乐, 任志伟, 雷 铭, 任立勇. 辅助紫光提高菌紫质全息衍射效率的实验和理论研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5200-5205. doi: 10.7498/aps.55.5200
    [10] 史沛熊, 周洪军, 霍同林, 朱效立, 马 杰, 谢常青, 朱伟忠, 吴衍青, 郭 智, 邰仁忠, 徐洪杰. 大面积10000线/毫米软X射线金属型透射光栅的设计、制作与检测. 物理学报, 2008, 57(10): 6386-6392. doi: 10.7498/aps.57.6386
    [11] 陈珂, 成建群, 肖勇, 唐道广, 黄明举. 丙烯酰胺基光致聚合物全息光栅的动力学研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1007-1013. doi: 10.7498/aps.58.1007
    [12] 易涛, 王传珂, 杨进文, 朱效立, 谢常青, 刘慎业. 基于移位双光栅色散元件的X射线谱仪研制. 物理学报, 2016, 65(16): 165201. doi: 10.7498/aps.65.165201
    [13] 喻松, 廖屏, 杨展予, 顾畹仪. 基于相干粒子数囚禁的电磁诱导光栅研究. 物理学报, 2013, 62(22): 224205. doi: 10.7498/aps.62.224205
    [14] 李文萃, 刘永刚, 宣丽. 表面摩擦处理对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响. 物理学报, 2011, 60(4): 046101. doi: 10.7498/aps.60.046101
    [15] 刘永刚, 胡立发, 宣 丽, 郑致刚, 马 骥, 宋 静. 基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究. 物理学报, 2007, 56(1): 15-24. doi: 10.7498/aps.56.15
    [16] 姚保利, 王英利, 雷 铭, 郜 鹏, 韩俊鹤, 陈利菊. 菌紫质同线偏振全息记录时再现光偏振方向对衍射效率的调制. 物理学报, 2008, 57(5): 2952-2958. doi: 10.7498/aps.57.2952
    [17] 姚保利, 郜 鹏, 陈利菊, 王英利, 雷 铭, 韩俊鹤. 不同记录光强下辅助紫光对菌紫质薄膜全息衍射效率的影响. 物理学报, 2008, 57(4): 2199-2204. doi: 10.7498/aps.57.2199
    [18] 贾 瑜, 张斌, 刘言军, 徐克舒. 全息聚合物弥散液晶材料衍射特性的优化. 物理学报, 2003, 52(1): 91-95. doi: 10.7498/aps.52.91
    [19] 杨家敏, 易荣清, 陈正林, 孙可煦, 丁耀南, 郑志坚, 李朝光, 崔明启, 朱佩平, 崔聪悟. 透射光栅对软X射线衍射效率的研究. 物理学报, 1998, 47(4): 613-618. doi: 10.7498/aps.47.613
    [20] 肖 勇, 孙彩霞, 唐道广, 路 海, 李若平, 黄明举. 番红花红T光敏感光致聚合物全息存储材料. 物理学报, 2008, 57(4): 2278-2283. doi: 10.7498/aps.57.2278
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-08
  • 修回日期:  2010-05-01
  • 刊出日期:  2011-03-15

透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟

  • 1. (1)中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳 621900; (2)中国科学院高能物理研究所,北京 100049
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划资助的课题.

摘要: 透射光栅广泛应用于软X射线能谱测量.为了获得用于惯性约束聚变研究的透射光栅的各级衍射效率及其他参数,在北京同步辐射源上200—1600 eV能量范围内对其进行了标定,获得了透射光栅衍射效率的实验结果.扩展了透射光栅衍射效率的计算方法,提出了7边准梯形截面衍射效率计算模型.分析拟合了实验数据,理论结果与实验结果很好符合.得到了7边准梯形的透射光栅栅线截面结构.

English Abstract

参考文献 (23)

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