2-5 平场光栅谱仪相对衍射效率测量

黄文忠 尤永禄 成金秀 蔡玉琴

　　在软X射线和远紫外光谱测量中，掠入射光栅谱仪是一种应用非常广泛的仪器。其中，常栅距凹球面光栅谱仪由于其谱面是一直径为光栅曲率半径的圆柱面，不能与条纹相机等平面光电器件连接，如果采用环面镜作为空间分辨元件也只能得到某一特定光谱区域的空间分辨像。

表 1 平场谱仪相对衍射效率

　　而平场光栅谱仪由于采用变栅距光栅作为色散元件，其像面近似为一与其色散方向垂直的平面，避免了常栅距球面光栅谱仪的不足，因而自80年代中期问世以来，应用越来越广泛。但平场光栅谱仪的高级次衍射效应相当严重，其高级次衍射光谱的存在增加了谱线辨认的难度，如果将高级次光谱认定为新的谱线，则将严重影响物理结果的精确性。因此，测量平场谱仪的衍射效率有着重要意义。

　　实验在星光Ⅱ装置进行，由于激光碳等离子体谱线数目相对较少，其类氢和类氦离子谱线强度较大，容易辨认，其强线波长集中在3～4nm，是显微生物成像感兴趣的波长区域，选择其作为标准谱线。为了得到较强谱线，采用3发打靶积累记录方式。为了便于数据比对，实验中分别采用平场谱仪、透射光栅谱仪及平场谱仪、常栅距光栅谱仪进行同时测量。平场光栅谱仪采用的光栅是机械刻划的像差校正光栅。光栅尺度30mm´50mm´10mm，标准线间距1200/mm，闪耀角3.2° ，表面镀金，光栅曲率半径5649mm。谱仪入射角87° ，狭缝宽30mm、至光栅距离237mm，光栅至底片距离235mm。谱仪测谱范围2～40nm。

　　以激光碳等离子体为软X射线源测量和辨认了类氢、类氦离子谱线，从实验结果可知，CⅥ 2p-1s(La )跃迁线和CⅥ3p-1s(Lb )跃迁线的第一至第八级光谱清晰可见，而CⅤ2p1s-1s²(Hea )谱线由于强度关系，其高级衍射谱要弱一些，只能明确辨认出第一至第六级光谱。La 谱线波长3.37nm, Lb 谱线波长2.85nm，Hea 谱线波长4.03nm。表1以上述三条跃迁线各自的一级谱线强度为基准，给出了平场光栅谱仪高级次光谱的相对衍射效率。

　　目前只测量了谱仪对部分谱线的相对衍射效率，没有进行绝对效率测量，今后尚需测量谱仪测谱范围内其余谱线的衍射效率。