基于球面弯晶聚焦结构的桌面型单能X 射线源设计及实验

余越，司昊轩，杨祖华，伊圣振，王占山

（1 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所，上海 200092）

（2 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室，上海 200092）

（3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，绵阳 621900）

0 引言

X 射线光学器件和系统已广泛应用在了等离子体诊断、X 射线谱学分析、天文观测和材料分析等领域［1-5］，通常针对特定的工作能点设计，因而其能谱响应特性需要精确测量。高亮度的单能X 射线源是实现精确测量的基础。同步辐射光源具有光谱宽且连续、偏振度高、亮度强、方向性好等特点，是标定X 射线器件及系统的理想光源［6-8］，但其机时有限，难以满足测试的及时性。高准直度的光束线也难以模拟某些应用的实际光源环境，如激光等离子体诊断实验中的发散光源。商用的X 射线检测设备，如X 射线荧光光谱仪、X 射线衍射仪等［9-10］，其光源部分高度封装且样品放置空间有限，只能在少数能点测试较小型器件的光谱响应。

基于实验室条件搭建的桌面型单能X 射线源，利用X 射线管结合滤波或色散器件的方式实现单能X 射线。其中X 射线管多为微焦点源，单色器件通常选择多层膜反射镜、光栅或晶体。多层膜反射镜由高、低折射率材料交替镀制，通过各界面反射波的相长干涉提高反射率［11-13］。其光通量高、工作能段较宽，但能谱分辨率在X 射线波段只有102至103。以光栅作为分光器件可以获得更高的能谱分辨率，在X 射线波段达到103至104［14，15］。但X 射线光栅刻痕周期非常小，进一步提高分辨率需要更小的刻痕间隔，这对制作工艺要求极高。……