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椭圆弯晶谱仪波长判读误差的分析
第9卷 第4期 强 激 光 与 粒 子 束 . 9, . 4
V o l N o
1997年11月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S N ov. 9, 1997
椭圆弯晶谱仪波长判读误差分析
濮宏图 吴 健 刘盛纲
( 电子科技大学应用物理研究所, 成都83信箱, 610054)
摘 要 把影响椭圆弯晶谱仪波长判读误差的因素分为两种: 一种是未通过椭圆前焦点
的射线被理想椭圆晶面衍射时形成的误差; 另一种是只考虑晶体为非理想椭圆晶面形成的误
差。分别对这两种模型进行了分析, 并通过数值计算给出狭缝对椭圆弯晶谱仪波长判读误差
的影响关系。模拟的数据与其他人的实验结果吻合较好。
关键词 弯晶谱仪 误差分析
椭圆弯晶谱仪是等离子体诊断中非常重要的用于X 射线能谱分析的仪器, 该仪器除了具
有无像差、背景辐射小、分辨率高和通光量可调等优点外, 还具有等光程便于时间分辨测量的
特点, 因此被广泛应用。我们分析了该仪器后焦点狭缝与波长判读误差的关系, 并与文献[ 1 ]
中的有关实验做比较得到满意的结果。
1 椭圆弯晶谱仪系统的分辨率
如图1所示是椭圆弯晶谱仪的工作原理图, 椭圆工作的特点是从一个焦点射出的光线必
会聚于另一焦点上。椭圆柱面的前焦线上是射线源, 晶体固定在一个衬底上, 其表面构成一
椭圆柱面且反射射线于后焦线。后焦线处置一狭缝, 通过狭缝的射线投射到探测圆柱面上被
记录下来。跟所有测试设备一样椭圆弯晶谱仪也有测试精度, 其测试精度中人们最为关心的
是波长分辨率, 影响该系统波长分辨率的因素包括: 椭圆柱面不理想, 射线源与椭圆前焦线
不重合, 射线源的几何尺寸不能忽略, 探测环圆柱面轴线与椭圆后焦线不重合, 杂散射线及
背景, 晶体缺陷, 高阶B ragg 衍射和探测环上的记录系统引进的误差等。
F ig. 1 Schem atic of an ellip tical crystal
spectrom eter system . 2 1
F ig A beam reflection as model
图1 椭圆弯晶谱仪工作原理示意图 图2 射线以模型一的情况反射
讨论了如下两类模型的波长判读误差。模型一: 未通过椭圆前焦点的射线由理想椭圆面反
射并通过一定宽度狭缝的边缘投射到探测环上同一点; 模型二: 射线从前焦线发出但由非理
1997年2月15 日收到原稿, 1997年10月15 日收到修改稿。
濮宏图, 男, 1960年11月出生, 博士, 讲师
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624 强 激 光 与 粒 子 束 第9卷
想椭圆晶面的反射经过狭缝边缘投射到探测环上同一点。
2 椭圆弯晶谱仪波长判读误差
图2表示射线以模型一方式反射时坐标及参数的关系。描述晶体反射面的椭圆方程为
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