CN201203477Y - 满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统 - Google Patents

满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，由极紫外光源设置在真空测试室外，极紫外光源通过极紫外光源的出口法兰、真空插板阀、真空管道串连到真空测试室；多层膜反射镜和待测仪器分别设置于真空测试室内组成，其中该多层膜反射镜的中心与极紫外光源的出口法兰的轴线重合，待测仪器的视场角中心对准多层膜反射镜的中心，使反射光线能够入射到待测仪器上。本实用新型提供的高强度19.5nm实验室极紫外光源系统，用15000eV的微聚焦电子源轰击纯铝靶，激发铝原子内壳层电子跃迁，产生大量极紫外辐射，然后通过Mo/Si多层膜反射镜分光出高强度的19.5nm极紫外射线。该光源系统能够在实验室条件下方便地满足空间极紫外探测仪器定标测试需要。

Description

满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统
技术领域
本实用新型涉及一种新型的19.5nm高强度实验室极紫外光源，满足空间太阳极紫外探测仪器定标测试需要。
背景技术
目前，国际上使用的极紫外光源有两种来源，一种来自于同步辐射大型装置；另外一种就是实验室应用的通过气体放电或者激光打靶的方式产生。由于实验室极紫外光源应用方便、快捷、运行费用低，所以在国际上许多著名的研究机构都有自己的实验室极紫外光源。这些实验室光源可以分为激光光源、PENNING光源、空心阴极管等，这些光源可以产生20nm以上或13.5nm左右的强极紫外光，如：激光打靶等离子体光源产生的13.5nm极紫外光在平板印刷工艺上有非常广泛的应用；使用A1作为靶材料的PENNING光源产生的20至30nm波段极紫外光在实验室标定应用中也很广泛，但这些光源在19nm附近的光强极弱，基本不能用于仪器在该波段的标定。所以国外研制的19.5nm太阳极紫外成像仪基本上都是在同步辐射源上进行短波标定测试，国内在这一波段的标定实验也基本在北京同步辐射源上进行。本实用新型利用X射线管原理及其基本设备，通过提高聚焦电子的能量，轰击高纯铝靶，产生高强度的极紫外光，同时利用多层膜分光技术，分离出19.5nm的极紫外光源。该实用新型将填补国际上实验室条件下无高强度19.5nm光源的空白。
发明内容
本实用新型的目的在于，为了满足空间极紫外仪器的定标测试需要，提供一种在实验室条件下，19.5nm高强度极紫外光源，最大光源强度可以达到1.6X1012光子/s·sr，该光源可以连续24小时长期稳定工作，且使用方便。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型提供的一种满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统(如图1所示)，包括真空测试室和管道；其特征在于，还包括一极紫外光源、极紫外光源的出口法兰、真空插板阀和多层膜反射镜；其中所述的极紫外光源设置在真空测试室外，极紫外光源通过极紫外光源的出口法兰、真空插板阀、真空管道串连到真空测试室；所述的多层膜反射镜和待测仪器分别设置于真空测试室内，并且该多层膜反射镜的中心与极紫外光源的出口法兰的轴线重合，所述的待测仪器的视场角中心对准多层膜反射镜的中心，使反射光线能够入射到待测仪器上。
在上述的技术方案中，所述的极紫外光源是带有铝靶的，具有微聚焦功能的Manson X射线源或者13.4nm sem|20光源。
在上述的技术方案中，所述的Manson X射线源或者13.4nm sem|20光源使用铝靶的铝材纯度为99.999％以上，靶材结构需满足光源需要的靶材尺寸，使之能与光源靶材插槽尺寸相匹配。
在上述的技术方案中，所述的Manson X射线源或者13.4nm sem|20光源的电子加速电压为15000V，工作电流3mA。
所述的多层膜反射镜的口径大小依据自己的使用需求而定，该多层膜反射镜的法线与出口法兰轴线8成15度角。
在上述的技术方案中，所述的多层膜反射镜是19.5nm的Mo/Si多层膜反射镜。
本实用新型提供的定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，在极紫外波段，空气对该能量的光子有强烈的吸收作用，所以整套系统需要在真空测试室内进行。系统安装时，由于微聚焦极紫外光源自带有真空设备，是一个相对独立的真空系统。极紫外光源与真空测试室通过真空插板阀可以实现两部分隔离，这样可以在不破坏测试室真空的条件下，实现光源调试和光源换靶。光线出口法兰的轴线与位于真空测试室内的多层膜平面反射镜的中心重合，反射镜的口径大小依据自己的使用需求而定，本系统中使用的多层膜口径为44mm，安装时还要保证多层膜反射镜的法线与光源的光线出口法兰轴线成15度角，以使光源产生的平行于法兰轴线的出射光线以15度角入射到多层膜镜面上，更大的角度也可以使用，但要研制针对适应入射角度的多层膜反射镜，这样，在沿反射镜法线15度角方向反射出来的光就是19.5nm的极紫外光。需要强调的是微聚焦极紫外光源使用的铝靶要求纯度达到99.999％以上，所加电压必需要达到15000V，提供的工作电流达到3mA，在这些条件下，该系统产生19.5nm光源最大强度能够达到1.6X1012光子/s·sr。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供一种高强度19.5nm实验室极紫外光源系统，通过利用X射线管原理及其基本设备，用15000eV的聚焦电子源轰击纯铝靶，激发铝原子内壳层电子跃迁，产生大量极紫外辐射，然后通过Mo/Si多层膜反射镜分光出高强度的19.5nm极紫外射线，该波长的极紫外射线能够在实验室条件下方便地满足空间极紫外探测仪器定标测试需要。
该系统具有体积小、使用方便、强度稳定、光强可调、无碎片等优点。该实用新型提供的系统可以在实验室条件下，方便快捷的产生19.5nm的极紫外光源，满足空间极紫外仪器的定标测试需要。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是19.5nm实验室极紫外光源的系统组成示意图。
图面说明：
1.极紫外光源       2.极紫外光源的出口法兰       3.真空插板阀
4.多层膜反射镜     5.反射镜法线                 6.待测仪器
7.真空测试室       8.出口法兰轴线               9.反射镜中心
10.真空管道
具体实施方式
参照图1，组装一个满足空间极紫外仪器的定标测试的实验室19.5nm极紫外光源系统。
本实施例使用的极紫外光源1为一个市场上购买的、具有微聚焦功能的Manson X射线源，或者也可以使用13.4nm sem|20光源；该光源均带有铝靶；本实施例光源使用的铝材料为高纯铝靶，其纯度为99.9999％。
多层膜反射镜4采用19.5nm的Mo/Si多层膜反射镜(即交替镀Mo、Si膜)，该多层膜反射镜4的口径为44mm。
极紫外光源1设置在真空测试室7外，通过极紫外光源的出口法兰2、真空插板阀3、真空管道10串连后，接到真空测试室7，多层膜反射镜4和待测仪器6置于真空测试室7内，其多层膜反射镜4的放置位置使该多层膜反射镜4的中心与光线出口法兰的轴线8重合，同时保证反射镜法线5与极紫外光源的出口法兰轴线8成15度角，该待测仪器6的视场角中心对准多层膜反射镜4的反射镜中心9，使反射光线能够入射到待测仪器6上。
整个系统在抽真空之前，真空插板阀3处于闭合状态，这样真空测试室7和光源分立抽真空，当真空测试室7的真空度达到0.01Pa之后就可以打开真空插板阀3，再运行极紫外光源1，将极紫外光源1的电压逐步调高到15000V，再将电流调大到3mA，这样，在待测仪器6位置处就能测到锥状发散的19.5nm高强度极紫外光。
本实施例的高强度19.5nm实验室极紫外光源，用15000eV的微聚焦电子源轰击纯铝靶，激发铝原子内壳层电子跃迁，产生大量极紫外辐射，然后通过Mo/Si多层膜反射镜分光出高强度的19.5nm极紫外射线。

Claims (6)

1.一种满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，包括真空测试室和管道；其特征在于，还包括一极紫外光源、极紫外光源的出口法兰、真空插板阀和多层膜反射镜；其中所述的极紫外光源设置在真空测试室外，极紫外光源通过极紫外光源的出口法兰、真空插板阀、真空管道串连到真空测试室；所述的多层膜反射镜和待测仪器分别设置于真空测试室内，并且该多层膜反射镜的中心与极紫外光源的出口法兰的轴线重合，所述的待测仪器的视场角中心对准多层膜反射镜的中心，使反射光线能够入射到待测仪器上。
2.根据权利要求1所述满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，其特征在于，所述的极紫外光源是带有铝靶的，具有微聚焦功能的Manson X射线源或者13.4nm sem|20光源。
3.根据权利要求2所述的满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，其特征在于，所述的Manson X射线源或者13.4nmsem|20光源使用铝靶的铝材纯度为99.999％以上，靶材结构需满足光源需要的靶材尺寸，使之能与光源靶材插槽尺寸相匹配。
4.根据权利要求2所述的满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，其特征在于，所述的Manson X射线源或者13.4nmsem|20光源的电子加速电压为15000V，工作电流3mA。
5.根据权利要求1所述的满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，其特征在于，所述的多层膜反射镜为19.5nm的Mo/Si多层膜反射镜。
6.根据权利要求1所述的满足空间极紫外仪器定标测试用实验室19.5nm极紫外光源系统，其特征在于，所述的多层膜反射镜的口径大小依据自己的使用需求而定，该多层膜反射镜的法线与出口法兰轴线成15度角。
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