Выпуски

 / 

2021

 / 

Май

  

Приборы и методы исследований


Спектрометры для мягкого рентгеновского диапазона на основе апериодических отражательных решёток и их применение

, , , ,
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Статья посвящена истории создания, свойствам, разработке, применению и перспективам развития VLS-спектрометров мягкого рентгеновского диапазона (2—300 Å), т.е. спектрометров с отражательными дифракционными решётками (так называемыми VLS-решётками — Varied Line-Space gratings), у которых шаг монотонно меняется на апертуре по заданному закону. Важная особенность VLS-спектрометров скользящего падения состоит в том, что спектр формируется на почти плоской поверхности, перпендикулярной (либо слабо наклонной) по отношению к дифрагирующим пучкам, что делает их совместимыми с современными приборами с зарядовой связью (ПЗС-детекторами). VLS-спектрометры применяются для спектроскопии лабораторной и астрофизической плазмы, в том числе для диагностики релятивистской лазерной плазмы, для измерения ширины линии рентгеновского лазера, регистрации высоких гармоник лазерного излучения, излучения быстрых электрических разрядов и других лабораторных источников рентгеновского излучения. Приборы на основе VLS-решёток успешно применяются в рефлектометрии/метрологии, рентгеновском флуоресцентном анализе и микроскопии с использованием синхротронного излучения, излучения лазеров на свободных электронах и излучения лазерной плазмы, а также в эмиссионной спектроскопии, совмещённой с электронным микроскопом. В последние годы активно идёт разработка специализированных VLS-спектрометров для исследования электронной структуры различных материалов и молекул методом спектроскопии резонансного неупругого рентгеновского рассеяния под действием синхротронного излучения. Тенденции последних лет — создание VLS-решёток с многослойным отражающим покрытием и расширение рабочего спектрального диапазона в сторону "нежных" рентгеновских лучей с энергией $\hbar\omega \sim$ 1,5—6 кэВ), причём в некоторых проектах ставится цель достичь разрешающей способности $\sim 10^5$ в диапазоне $\hbar\omega \sim$ 1 кэВ.

Текст pdf (1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038799
Ключевые слова: мягкое рентгеновское излучение, апериодическая отражательная дифракционная решётка (VLS-решётка), спектрометр с плоским полем, сканирующий спектрометр/монохроматор, стигматический (изображающий) спектрометр
PACS: 07.60.−j, 07.85.−m, 07.85.Fv, 07.85.Nc, 07.87.+v, 42.79.−e (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.06.038799
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/5/d/
000691278700004
2-s2.0-85112829433
2021PhyU...64..495R
Цитата: Рагозин Е Н, Вишняков Е А, Колесников А О, Пирожков А С, Шатохин А Н "Спектрометры для мягкого рентгеновского диапазона на основе апериодических отражательных решёток и их применение" УФН 191 522–542 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 25 апреля 2020, доработана: 27 июня 2020, 29 июня 2020

English citation: Ragozin E N, Vishnyakov E A, Kolesnikov A O, Pirozhkov A S, Shatokhin A N “Soft X-ray spectrometers based on aperiodic reflection gratings and their applicationPhys. Usp. 64 495–514 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038799

Список литературы (76) Статьи, ссылающиеся на эту (14) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Ragozin E N Успехи физических наук 194 881 (2024)
  2. [Ragozin E N Phys. Usp. 67 828 (2024)]
  3. He W, Chen T et al Sensors and Actuators A: Physical 377 115716 (2024)
  4. Zorina M  V, Garakhin S  A et al Bull. Lebedev Phys. Inst. 51 S337 (2024)
  5. Shatokhin A N, Vishnyakov E A et al Tech. Phys. 69 392 (2024)
  6. Bessmertniy D R, Ieshkin A E VMU (№1_2024) 2410302–1 (2024)
  7. Yang Zh, Zhang X et al J Synchrotron Rad 31 1373 (2024)
  8. Bessmertniy D R, Ieshkin A E Moscow Univ. Phys. 79 20 (2024)
  9. Bleiner D, Qu D et al Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 204 106668 (2023)
  10. Shatokhin A N, Kolesnikov A O et al Bull. Lebedev Phys. Inst. 50 S78 (2023)
  11. Kolesnikov A O, Vishnyakov E A et al J. Surf. Investig. 17 S212 (2023)
  12. Kolesnikov A O, Shatokhin A N et al J Russ Laser Res 43 467 (2022)
  13. Kolesnikov A, Vishnyakov E et al Appl. Opt. 61 5334 (2022)
  14. Bykov D A, Bezus E A et al Phys. Rev. A 106 (5) (2022)

© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение