Статья посвящена истории создания, свойствам, разработке, применению и
перспективам развития VLS-спектрометров мягкого рентгеновского (МР) диапазона (2—300 Å), т.е. спектрометров с отражательными дифракционными решетками, у которых шаг
монотонно меняется на апертуре по заданному закону (так называемыми VLS-решетками:
Varied Line-Space gratings). 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 ПЗС-детекторами (backside-illuminated CCDs).
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-решеток 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, совмещенной с электронным микроскопом (SXES). В последние годы
активно идет разработка специализированных VLS-спектрометров для исследования
электронной структуры различных материалов и молекул методом спектроскопии
резонансного неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS) под действием
синхротронного излучения. Тенденции последних лет — создание VLS-решеток с
многослойным отражающим покрытием и расширение рабочего спектрального диапазона
в сторону "нежных" рентгеновских лучей (tender X-rays, ℏω ∼ 1.5...6 кэВ), причем в некоторых проектах ставится цель достичь разрешающей способности λ/δλ ∼ 105 в
диапазоне ℏω ∼ 1 кэВ.
Ключевые слова: мягкое рентгеновское излучение, апериодическая отражательная дифракционная решетка (VLS-решетка), спектрометр с плоским полем, сканирующий спектрометр/монохроматор, стигматический (изображающий) спектрометр PACS:07.60.−j, 42.79.−e, 07.85.−m, 07.85.Fv, 07.85.Ne, 07.87.+v (все) DOI:10.3367/UFNr.2020.06.038799 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 решеток и их применение" УФН, принята к публикации
Поступила: 25 апреля 2020, доработана: 27 июня 2020, одобрена в печать: 29 июня 2020