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四种针对软X射线和极紫外波段的分析和诊断光谱仪

更新时间:2022-07-14 点击次数:138

McPherson公司是一家专业的光谱设备生产厂商,公司位于波士顿西北部的Chelmsford。自1954年为美国空气动力实验室提供第一套光谱仪,服务于航空航天研究领域,60多年来,McPherson一直致力于为全世*的研究院所提供**流的光谱测试设备。在McPherson的客户名单上,包括美国NIST、中国TOKAMAK设备、贝尔实验室、欧洲联合杯JET、奥斯丁核聚变反应堆等世界上众多*流的研究机构。

McPherson公司已形成一条成熟完整的产品线,涵盖从红外、可见光、紫外、极紫外(EUV)、真空紫外(VUV)直至软X射线(SXR)波段的所有领域(光谱范围从<1nm78μm)。其所生产的设备包括从小型光谱仪到20多吨重、30多米长的大系统。光谱仪有的在太空飞行也有的可以装入口袋。这些光谱仪光路设计包括正入射、掠入射、Criss-CrossCzerny-TurnerCorrected Czerny-TurnerSeya-Namioka结构以及McPhersonSchoeffel 专*设计,同时承接光谱仪和光谱光度计的定制设计。

此外,McPherson也提供各种光谱仪相关配件,如:标准光源,氙灯、氘灯、钨卤素灯、汞灯、空心阴极灯、气体放电灯、单阳极/多阳极软X射线源等;标准参考探测器,可覆盖真空紫外-红外波段;各种组件,多通道光纤(多达100多通道)、耦合器、准直器、真空样品室、超高真空组件等。

McPherson所有的产品中,除了传统C-T结构光谱仪以及高分辨率光谱仪以外,最富盛名的就是其真空紫外和软X射线光谱仪以及基于该类光谱仪而开发的一系列产品,如:真空紫外分光光度计、真空紫外可调单色光源、VUV荧光粉测试系统、UV-VIS-IR光谱校准测试系统等,特别是此类产品在全世*同步加速器以及核聚变研究方面的应用,已经成为了光谱测试领域的传奇。

 

McPherson部分客户

McPherson制造的光谱仪可以在极短的光波长下工作,从波长小于1nm,到可见光范围,其分析和诊断仪器适合您的应用,例如,针对工作在高次谐波(HHG)激光诊断,先进半导体极紫外测量和分析,高温软X射线等离子体物理诊断,超高(UHV)或高真空应用。McPherson生产开发了大量的光谱仪型号和光学设计。以下是在许多光谱学学科中广受欢迎的种光谱仪,四种光谱仪专为软X射线和超快极紫外光子源和激光系统的分析和诊断光谱计量开发,可进行0.5500nm以上的光学测量。

一、用于测量低能量深紫外光波长(50-500nm

主要为234/302型号,这是一个非常好的仪器,可从紫外波段覆盖至波长30nm,兼顾扫描应用和直接探测CCD快速采集光谱。如果您需要更高的光谱分辨率,可以考虑型号235或型号225用于相同的波长范围。

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234/302实物图

234/302——像差校正真空光谱仪,主要特点:

可搭配CCDMCP像增强器的真空光谱仪

工作于30nm-VUV波段

高光通量,f/4.5

可选择——塔轮,多出口,超高真空(UHV

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234/302实物图及多种类型可选

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系统示例:基于234/302的真空紫外分光光度计

光谱实测数据:

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电离氦、氖发射光谱测试

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200nm以下氘灯光谱测试

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真空紫外氢光谱测试

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2400g Pt1200g Al+MgF2

注:采用234/302像差校正光栅搭配直接探测CCD采集氘灯光谱,光源为带氟化镁光窗的氘灯;对于氢、氦和氖,光源是McPherson 629型号空心阴极灯;电离氦、氖扫描光谱测试,采用VUV硅探测器及凹面像差校正的单色仪光栅(2400 g/mmPt涂层和1200 g/mmAl+MgF2涂层)。

 

235225型号真空光谱仪

二、针对高能光谱(1-300nm)的分析和诊断

真空紫外(VUV248/310型号符合要求,它可搭配单点探测器或作为一种采用凹球面光栅的扫描单色仪,狭缝或探测器沿罗兰圆扫描,它可配置直接探测CCDMCP像增强器一起工作,当与光谱光源集成时,可以成为可调光源,适用于半导体、空间科学、天体物理学等领域的计量和校准。

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248/310搭配直接探测CCD

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248/310搭配MCP像增强器及CCD

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基于248/310的可调光源

注:McPherson掠入射光谱仪可以多种配置以满足应用或实验要求。如:为了诊断瞬态等离子体,用户可能需要快速收集一系列数据,并尽可能具有良好的时间分辨率, 本仪器可配备具有选通能力的MCP像增强器;为了监测一个窄的光谱区域(如FELHHG X射线激光器),配置CCD可以用于高分辨率的直接探测, CCD读出需要更长的时间,但它们提供了优异的灵敏度和响应范围; 对于测试材料反射/透过率或在软X射线和极紫外波段的校准,248/310可以设置反向、扫描源及提供特定波长的样品或部件用于测试。 

248/310——SXREUV罗兰圆单色仪,主要特点:

罗兰圆光学系统

1nm310nm波段范围

支持扫描狭缝,直接探测CCDMCP配置

多种光栅可选

三、以高能光谱诊断为目标(0.5-150nm

251MX型号是一个轻松的解决方案。它使用像差校正的衍射光栅,在直接探测CCD(或门控MCP像增强器)上产生25毫米宽的平场。多种衍射光栅可供选择,且可同时安装两块衍射光栅以提高软X射线覆盖范围。该XUV光谱仪活动部件少,在软X射线(SXR)和真空紫外波段内易于使用。

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251MX实物及结构图

251MX——XUVSXREUV平场光谱仪,主要特点:

像差校正光栅

平场,直接用MCPCCD探测

快速光谱数据采集

高真空度10^-6 torr

可选——超高真空(UHV

    实测光谱数据示例:


 

双离子氦光谱测试

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氦和氢光谱测试

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III离子光谱测试

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氦氖混合气体光谱测试

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MgO光谱测试

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Al-K光谱测试

注:MgO光谱是用251MX型号配置CCD探测的;300g/mm光栅用于氦和氢数据;MgOAl-K数据使用2400g/mm光栅;其余为1200g/mm像差校正的平场光栅;光源为McPherson无窗空心阴极灯和软X射线(SXR)固态阳极源。

四、离平面(Off PlaneOP-XCT光谱仪

OP-XCT光谱仪使用环面镜和平面光栅进行点对点成像,具有固定的入口和出口狭缝位置,掠入射离面光学系统效率高,时间展宽低,成像质量好,且易于使用。当作为串联或双单色仪时,满足时间补偿,这对于EUVSXR短脉冲和超快激光的应用是有益的。光谱范围取决于所选的衍射光栅——提供了四块可选——通常是8-125nm10-150eV)。*的非平面光栅几何结构提供了非常高的衍射效率。它在时间相关和角度分辨的光电子能谱(ARPES)以及其他高能研究(如pinchLPP、同步加速器)中是一种有效的光谱仪。


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OP-XCT实物图

OP-XCT——SXREUV离平面光谱仪,主要特点:

点对点成像

平面,运动光栅

高光通量

扫描或CCD探测

 

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示例:发表于Nature的论文


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