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四種針對軟X射線和極紫外波段的分析和診斷光譜儀

更新更新時間:2022-07-14 點擊次數:2204

McPherson公司是一家專業的光譜設備生產廠商,公司位于波士頓西北部的Chelmsford。自1954年為美國空氣動力實驗室提供第一套光譜儀,服務于航空航天研究領域,60多年來,McPherson一直致力于為全世*的研究院所提供**流的光譜測試設備。在McPherson的客戶名單上,包括美國NIST、中國TOKAMAK設備、貝爾實驗室、歐洲聯合杯JET、奧斯丁核聚變反應堆等世界上眾多*流的研究機構。

McPherson公司已形成一條成熟完整的產品線,涵蓋從紅外、可見光、紫外、極紫外(EUV)、真空紫外(VUV)直至軟X射線(SXR)波段的所有領域(光譜范圍從<1nm78μm)。其所生產的設備包括從小型光譜儀到20多噸重、30多米長的大系統。光譜儀有的在太空飛行也有的可以裝入口袋。這些光譜儀光路設計包括正入射、掠入射、Criss-CrossCzerny-Turner、Corrected Czerny-TurnerSeya-Namioka結構以及McPhersonSchoeffel 專*設計,同時承接光譜儀和光譜光度計的定制設計。

此外,McPherson也提供各種光譜儀相關配件,如:標準光源,氙燈、氘燈、鎢鹵素燈、汞燈、空心陰極燈、氣體放電燈、單陽極/多陽極軟X射線源等;標準參考探測器,可覆蓋真空紫外-紅外波段;各種組件,多通道光纖(多達100多通道)、耦合器、準直器、真空樣品室、超高真空組件等。

McPherson所有的產品中,除了傳統C-T結構光譜儀以及高分辨率光譜儀以外,最富盛名的就是其真空紫外和軟X射線光譜儀以及基于該類光譜儀而開發的一系列產品,如:真空紫外分光光度計、真空紫外可調單色光源、VUV熒光粉測試系統、UV-VIS-IR光譜校準測試系統等,特別是此類產品在全世*同步加速器以及核聚變研究方面的應用,已經成為了光譜測試領域的傳奇。

 

McPherson部分客戶

McPherson制造的光譜儀可以在極短的光波長下工作,從波長小于1nm,到可見光范圍,其分析和診斷儀器適合您的應用,例如,針對工作在高次諧波(HHG)激光診斷,先進半導體極紫外測量和分析,高溫軟X射線等離子體物理診斷,超高(UHV)或高真空應用。McPherson生產開發了大量的光譜儀型號和光學設計。以下是在許多光譜學學科中廣受歡迎的種光譜儀,四種光譜儀專為軟X射線和超快極紫外光子源和激光系統的分析和診斷光譜計量開發,可進行0.5500nm以上的光學測量。

一、用于測量低能量深紫外光波長(50-500nm

主要為234/302型號,這是一個非常好的儀器,可從紫外波段覆蓋至波長30nm,兼顧掃描應用和直接探測CCD快速采集光譜。如果您需要更高的光譜分辨率,可以考慮型號235或型號225用于相同的波長范圍。

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234/302實物圖

234/302——像差校正真空光譜儀,主要特點:

可搭配CCDMCP像增強器的真空光譜儀

工作于30nm-VUV波段

高光通量,f/4.5

可選擇——塔輪,多出口,超高真空(UHV

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234/302實物圖及多種類型可選

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系統示例:基于234/302的真空紫外分光光度計

光譜實測數據:

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電離氦、氖發射光譜測試

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200nm以下氘燈光譜測試

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真空紫外氫光譜測試

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2400g Pt1200g Al+MgF2

注:采用234/302像差校正光柵搭配直接探測CCD采集氘燈光譜,光源為帶氟化鎂光窗的氘燈;對于氫、氦和氖,光源是McPherson 629型號空心陰極燈;電離氦、氖掃描光譜測試,采用VUV硅探測器及凹面像差校正的單色儀光柵(2400 g/mmPt涂層和1200 g/mmAl+MgF2涂層)。

 

235225型號真空光譜儀

二、針對高能光譜(1-300nm)的分析和診斷

真空紫外(VUV248/310型號符合要求,它可搭配單點探測器或作為一種采用凹球面光柵的掃描單色儀,狹縫或探測器沿羅蘭圓掃描,它可配置直接探測CCD、MCP像增強器一起工作,當與光譜光源集成時,可以成為可調光源,適用于半導體、空間科學、天體物理學等領域的計量和校準。

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248/310搭配直接探測CCD

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248/310搭配MCP像增強器及CCD

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基于248/310的可調光源

注:McPherson掠入射光譜儀可以多種配置以滿足應用或實驗要求。如:為了診斷瞬態等離子體,用戶可能需要快速收集一系列數據,并盡可能具有良好的時間分辨率, 本儀器可配備具有選通能力的MCP像增強器;為了監測一個窄的光譜區域(如FELHHG X射線激光器),配置CCD可以用于高分辨率的直接探測, CCD讀出需要更長的時間,但它們提供了優異的靈敏度和響應范圍; 對于測試材料反射/透過率或在軟X射線和極紫外波段的校準,248/310可以設置反向、掃描源及提供特定波長的樣品或部件用于測試。 

248/310——SXREUV羅蘭圓單色儀,主要特點:

羅蘭圓光學系統

1nm310nm波段范圍

支持掃描狹縫,直接探測CCDMCP配置

多種光柵可選

三、以高能光譜診斷為目標(0.5-150nm

251MX型號是一個輕松的解決方案。它使用像差校正的衍射光柵,在直接探測CCD(或門控MCP像增強器)上產生25毫米寬的平場。多種衍射光柵可供選擇,且可同時安裝兩塊衍射光柵以提高軟X射線覆蓋范圍。該XUV光譜儀活動部件少,在軟X射線(SXR)和真空紫外波段內易于使用。

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251MX實物及結構圖

251MX——XUV、SXREUV平場光譜儀,主要特點:

像差校正光柵

平場,直接用MCPCCD探測

快速光譜數據采集

高真空度10^-6 torr

可選——超高真空(UHV

    實測光譜數據示例:


 

雙離子氦光譜測試

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氦和氫光譜測試

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III離子光譜測試

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氦氖混合氣體光譜測試

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MgO光譜測試

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Al-K光譜測試

注:MgO光譜是用251MX型號配置CCD探測的;300g/mm光柵用于氦和氫數據;MgOAl-K數據使用2400g/mm光柵;其余為1200g/mm像差校正的平場光柵;光源為McPherson無窗空心陰極燈和軟X射線(SXR)固態陽極源。

四、離平面(Off PlaneOP-XCT光譜儀

OP-XCT光譜儀使用環面鏡和平面光柵進行點對點成像,具有固定的入口和出口狹縫位置,掠入射離面光學系統效率高,時間展寬低,成像質量好,且易于使用。當作為串聯或雙單色儀時,滿足時間補償,這對于EUVSXR短脈沖和超快激光的應用是有益的。光譜范圍取決于所選的衍射光柵——提供了四塊可選——通常是8-125nm10-150eV)。*的非平面光柵幾何結構提供了非常高的衍射效率。它在時間相關和角度分辨的光電子能譜(ARPES)以及其他高能研究(如pinch、LPP、同步加速器)中是一種有效的光譜儀。


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OP-XCT實物圖

OP-XCT——SXR、EUV離平面光譜儀,主要特點:

點對點成像

平面,運動光柵

高光通量

掃描或CCD探測

 

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示例:發表于Nature的論文


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