搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

闫文超 苏鲁宁 林晓宣 杜飞 袁大伟 廖国前 刘成 沈忠伟 陈黎明 李玉同 马景龙 鲁欣 王瑄 王兆华 魏志义 盛政明 张杰

引用本文:
Citation:

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

闫文超, 苏鲁宁, 林晓宣, 杜飞, 袁大伟, 廖国前, 刘成, 沈忠伟, 陈黎明, 李玉同, 马景龙, 鲁欣, 王瑄, 王兆华, 魏志义, 盛政明, 张杰

A high efficiency highly oriented pyrolitic graphite X-ray spectrometer

Yan Wen-Chao, Su Lu-Ning, Lin Xiao-Xuan, Du Fei, Yuan Da-Wei, Liao Guo-Qian, Liu Cheng, Shen Zhong-Wei, Chen Li-Ming, Li Yu-Tong, Ma Jing-Long, Lu Xin, Wang Xuan, Wang Zhao-Hua, Wei Zhi-Yi, Sheng Zheng-Ming, Zhang Jie
PDF
导出引用
  • 基于高定向热解石墨晶体(highly oriented pyrolitic graphite,HOPG)研制了一种新型反射式X射线谱仪. 该谱仪具有高反射效率、较高能谱分辨率及相对较宽的能谱测量范围. 根据计算,在相同的入射条件下,该谱仪的效率比一般X射线弯晶谱仪高3个量级;谱仪能谱分辨率理论值最高达350;理论探测范围是6.891 keV至9.193 keV. 我们将该谱仪应用在高功率密度激光与固体靶相互作用的实验中,发现在普通弯晶谱仪无法采到信号的实验条件下,HOPG谱仪依然采集到清晰的Cu K谱线. 分析发现在8.048 keV(Cu的Kup光子能量)附近的能谱分辨能力最高达到40 eV,分辨率200.
    A novel design of X-ray spectrometer is implemented, using a high efficiency HOPG (highly oriented pyrolitic graphite) Bragg crystal. The spectral resolution of it can reach above 350 with energy ranging from 6.891 to 9.193 keV, theoretically. And the efficiency are 3 order of magnitude higher than the ordinary X-ray crystal spectrometer. Application of this instrument is demonstrated in high intensity laser-foil interaction experiments. It is shown that HOPG spectrometer has much lower threshold of X-ray intensity than ordinary one. The spectral resolution for 8.048 keV (Cu Kup -line) can reach 40 eV, which gives the spectral resolution 200.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2013CBA01501)、科技部国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2012YQ12004705)和国家自然科学基金(批准号:11175192,11334013,1135012,11375262)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Key Basic Research Development of China (Grant No. 2013CBA01504), the Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China (Grant No. 2012YQ12004705), and the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11175192, 11334013, 1135012, 11375262).
    [1]

    Wang S J, Dong Q L, Zhang Y, Li Y T, Zhang L, Shinsuke Fujioka, Norimasa Yamamoto, Hiroaki Nishimura, Zhang J 2010 Chin. Phys. Lett. 27 125202

    [2]

    2010 Chin. Phys. Lett. 27 035201

    [3]
    [4]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [5]
    [6]
    [7]

    Kahn S M, Behar E, Kinkhabwala A, Savin D W 2002 Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 360 1923

    [8]
    [9]

    Koester P, Akli K, Antonicci A, Batani D, Baton S, Evans R G, Foerster E 2009 Plasma Phys. Controlled Fusion 51 014007

    [10]

    Faenov A Y, Magunov A I, Pikuz T A, Skobelev I Y, Gasilov S V, Stagira S, Calegari F, Nisoli M, De Silvestri S, Poletto L, Villoresi P, Andreev A A 2007 Laser Part. Beams 25 267

    [11]
    [12]
    [13]

    Brambrink E, Wei H G, Barbrel B, Audebert P, Benuzzi-Mounaix A, Boehly T, Endo T, Gregory C, Kimura T, Kodama R, Ozaki N, Park H S, Gloahec M R l, Koenig M 2009 Phys. Plasmas 16 033101

    [14]
    [15]

    Chen L M, Kando M, Xu M H, Li Y T, Koga J, Chen M, Xu H, Yuan X H, Dong Q L, Sheng Z M, Bulanov S V, Kato Y, Zhang J, Tajima T 2008 Phys. Rev. Lett. 100 045004

    [16]
    [17]

    Chen L M, Liu F, Wang W M, Kando M, Mao J Y, Zhang L, Ma J L, Li Y T, Bulanov S V, Tajima T, Kato Y, Sheng Z M, Wei Z Y, Zhang J 2010 Phys. Rev. Lett. 104 215004

    [18]

    Sun Y Q, Chen L M, Zhang L, Mao J Y, Liu F, Li D Z, Liu C, Li W C, Wang Z H, Li Y J, Wei Z Y, Zhang J 2012 Acta Phys. Sin. 61 075206 (in Chinese)[孙彦乾, 陈黎明, 张璐, 毛婧一, 刘峰, 李大章, 刘成, 李伟昌, 王兆华, 李英骏, 魏志义, 张杰 2012 物理学报 61 075206]

    [19]
    [20]
    [21]

    Lin X X, Li Y T, Liu B C, Liu F, Du F, Wang S J, Lu X, Chen L M, Zhang L, Liu X, Wang J, Liu F, Liu X L, Wang Z H, Ma J L, Wei Z Y, Zhang J 2010 Phys. Rev. E 82 046401

    [22]

    Ohleraz M, Baruchel J, Moore A W, Ph. Galezd A 1997 Freund Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 129 257

    [23]
    [24]
    [25]

    Moore A W, Chemistry and Physics of Carbon. Vol. 11, ed. P. L. Walker Jr. (Marcel Dekker, New York) p69

    [26]

    Zabel H, Solin S A, eds. 1990 Graphite Intercalation Compounds I, Springer Series in Material Science (Springer: Berlin)

    [27]
    [28]
    [29]

    Yuan X H, Carroll D C, Coury M, Gray R J, Brenner C M, Lin X X, Li Y T, Quinn M N, Tresca O, Zielbauer B, Neely D, McKenna P 2011 Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 653 145

    [30]
    [31]

    Pak A, Gregori G, Knight J, Campbell K, Price D, Hammel B, Landen O L, Glenzer S H 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 3747

    [32]
  • [1]

    Wang S J, Dong Q L, Zhang Y, Li Y T, Zhang L, Shinsuke Fujioka, Norimasa Yamamoto, Hiroaki Nishimura, Zhang J 2010 Chin. Phys. Lett. 27 125202

    [2]

    2010 Chin. Phys. Lett. 27 035201

    [3]
    [4]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [5]
    [6]
    [7]

    Kahn S M, Behar E, Kinkhabwala A, Savin D W 2002 Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 360 1923

    [8]
    [9]

    Koester P, Akli K, Antonicci A, Batani D, Baton S, Evans R G, Foerster E 2009 Plasma Phys. Controlled Fusion 51 014007

    [10]

    Faenov A Y, Magunov A I, Pikuz T A, Skobelev I Y, Gasilov S V, Stagira S, Calegari F, Nisoli M, De Silvestri S, Poletto L, Villoresi P, Andreev A A 2007 Laser Part. Beams 25 267

    [11]
    [12]
    [13]

    Brambrink E, Wei H G, Barbrel B, Audebert P, Benuzzi-Mounaix A, Boehly T, Endo T, Gregory C, Kimura T, Kodama R, Ozaki N, Park H S, Gloahec M R l, Koenig M 2009 Phys. Plasmas 16 033101

    [14]
    [15]

    Chen L M, Kando M, Xu M H, Li Y T, Koga J, Chen M, Xu H, Yuan X H, Dong Q L, Sheng Z M, Bulanov S V, Kato Y, Zhang J, Tajima T 2008 Phys. Rev. Lett. 100 045004

    [16]
    [17]

    Chen L M, Liu F, Wang W M, Kando M, Mao J Y, Zhang L, Ma J L, Li Y T, Bulanov S V, Tajima T, Kato Y, Sheng Z M, Wei Z Y, Zhang J 2010 Phys. Rev. Lett. 104 215004

    [18]

    Sun Y Q, Chen L M, Zhang L, Mao J Y, Liu F, Li D Z, Liu C, Li W C, Wang Z H, Li Y J, Wei Z Y, Zhang J 2012 Acta Phys. Sin. 61 075206 (in Chinese)[孙彦乾, 陈黎明, 张璐, 毛婧一, 刘峰, 李大章, 刘成, 李伟昌, 王兆华, 李英骏, 魏志义, 张杰 2012 物理学报 61 075206]

    [19]
    [20]
    [21]

    Lin X X, Li Y T, Liu B C, Liu F, Du F, Wang S J, Lu X, Chen L M, Zhang L, Liu X, Wang J, Liu F, Liu X L, Wang Z H, Ma J L, Wei Z Y, Zhang J 2010 Phys. Rev. E 82 046401

    [22]

    Ohleraz M, Baruchel J, Moore A W, Ph. Galezd A 1997 Freund Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 129 257

    [23]
    [24]
    [25]

    Moore A W, Chemistry and Physics of Carbon. Vol. 11, ed. P. L. Walker Jr. (Marcel Dekker, New York) p69

    [26]

    Zabel H, Solin S A, eds. 1990 Graphite Intercalation Compounds I, Springer Series in Material Science (Springer: Berlin)

    [27]
    [28]
    [29]

    Yuan X H, Carroll D C, Coury M, Gray R J, Brenner C M, Lin X X, Li Y T, Quinn M N, Tresca O, Zielbauer B, Neely D, McKenna P 2011 Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 653 145

    [30]
    [31]

    Pak A, Gregori G, Knight J, Campbell K, Price D, Hammel B, Landen O L, Glenzer S H 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 3747

    [32]
  • [1] 梅策香, 张小安, 周贤明, 梁昌慧, 曾利霞, 张艳宁, 杜树斌, 郭义盼, 杨治虎. 类氦C离子诱发不同金属厚靶原子的K-X射线. 物理学报, 2024, 73(4): 043201. doi: 10.7498/aps.73.20231477
    [2] 周贤明, 尉静, 程锐, 梁昌慧, 陈燕红, 赵永涛, 张小安. 近玻尔速度不同离子碰撞产生Al的K X射线. 物理学报, 2023, 72(1): 013402. doi: 10.7498/aps.72.20221628
    [3] 周少彤, 任晓东, 黄显宾, 徐强. 一种用于Z箍缩实验的软X射线成像系统. 物理学报, 2021, 70(4): 045203. doi: 10.7498/aps.70.20200957
    [4] 叶翰晟, 谷渝秋, 黄文会, 吴玉迟, 谭放, 张晓辉, 王少义. 基于激光尾场加速的自反射式全光汤姆孙散射的参数优化. 物理学报, 2021, 70(8): 085204. doi: 10.7498/aps.70.20210549
    [5] 张秉章, 宋张勇, 刘璇, 钱程, 方兴, 邵曹杰, 王伟, 刘俊亮, 徐俊奎, 冯勇, 朱志超, 郭艳玲, 陈林, 孙良亭, 杨治虎, 于得洋. 低能高电荷态${\boldsymbol{ {\rm{O}}^{q+}}}$离子与Al表面作用产生的X射线. 物理学报, 2021, 70(19): 193201. doi: 10.7498/aps.70.20210757
    [6] 强鹏飞, 盛立志, 李林森, 闫永清, 刘哲, 周晓红. X射线聚焦望远镜光学设计. 物理学报, 2019, 68(16): 160702. doi: 10.7498/aps.68.20190709
    [7] 刘学, 冉宪文, 徐志宏, 汤文辉. 多能复合谱电子束与X射线能量沉积剖面的等效性. 物理学报, 2017, 66(2): 025202. doi: 10.7498/aps.66.025202
    [8] 张瑶, 汤善治, 李明, 王立超, 高俊祥. 同步辐射中双压电片反射镜的研究现状. 物理学报, 2016, 65(1): 010702. doi: 10.7498/aps.65.010702
    [9] 闻铭武, 杨笑微, 王占山. 基于X射线塔尔博特效应的纳米光栅制作模拟研究. 物理学报, 2015, 64(11): 114102. doi: 10.7498/aps.64.114102
    [10] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 周贤明, 肖国青. 不同电荷态的129Xeq+激发Au的X射线发射研究. 物理学报, 2015, 64(5): 053201. doi: 10.7498/aps.64.053201
    [11] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 肖国青. 不同动能的129Xe26+与Au表面作用产生的X射线谱. 物理学报, 2014, 63(16): 163201. doi: 10.7498/aps.63.163201
    [12] 张小安, 梅策香, 赵永涛, 程锐, 王兴, 周贤明, 雷瑜, 孙渊博, 徐戈, 任洁茹. CSR上C6+脉冲束激发Au靶的X射线辐射. 物理学报, 2013, 62(17): 173401. doi: 10.7498/aps.62.173401
    [13] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 程锐, 周贤明, 雷瑜, 王兴, 孙渊博, 肖国青. 近Bohr速度的152Eu20+入射Au表面产生的X射线谱. 物理学报, 2013, 62(6): 063202. doi: 10.7498/aps.62.063202
    [14] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 肖国青. 129Xeq+激发Mo表面产生的X射线谱. 物理学报, 2010, 59(9): 6059-6063. doi: 10.7498/aps.59.6059
    [15] 刘鑫, 雷耀虎, 赵志刚, 郭金川, 牛憨笨. 硬X射线相位光栅的设计与研制. 物理学报, 2010, 59(10): 6927-6932. doi: 10.7498/aps.59.6927
    [16] 邹贤容, 邵剑雄, 陈熙萌, 崔莹. 高电荷态Ar17+离子在表面以下过程中发射X射线分支比及各分支能量的研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6064-6070. doi: 10.7498/aps.59.6064
    [17] 陈 博, 朱佩平, 刘宜晋, 王寯越, 袁清习, 黄万霞, 明 海, 吴自玉. X射线光栅相位成像的理论和方法. 物理学报, 2008, 57(3): 1576-1581. doi: 10.7498/aps.57.1576
    [18] 杨治虎, 宋张勇, 陈熙萌, 张小安, 张艳萍, 赵永涛, 崔 莹, 张红强, 徐 徐, 邵健雄, 于得洋, 蔡晓红. 高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线. 物理学报, 2006, 55(5): 2221-2227. doi: 10.7498/aps.55.2221
    [19] 赵永涛, 肖国青, 张小安, 杨治虎, 陈熙萌, 李福利, 张艳萍, 张红强, 崔 莹, 绍剑雄, 徐 徐. 空心原子的K-x射线谱. 物理学报, 2005, 54(1): 85-88. doi: 10.7498/aps.54.85
    [20] 杨国洪, 张继彦, 张保汉, 周裕清, 李 军. 金激光等离子体X射线精细结构谱研究. 物理学报, 2000, 49(12): 2389-2393. doi: 10.7498/aps.49.2389
计量
  • 文章访问数:  4505
  • PDF下载量:  415
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-31
  • 修回日期:  2014-04-28
  • 刊出日期:  2014-09-05

/

返回文章
返回