毛细管X光平行束透镜坪区特性的研究

玻璃对X射线的折射率接近1，无法使用传统的光学透镜对其进行会聚或平行调控．将大量毛细管按照一定方式排列组合，在符合全反射原理的情况下，对点X光源发射的X射线进行调控；着重于研究整体毛细管X光平行束透镜，利用光线追迹法进行数值模拟，设计仿真模拟程序，模拟出X射线在整体毛细管X光平行束透镜中的传播路径；通过改变毛细管的子管参数和排列方式，使毛细管X光平行束透镜的出射光束出现光束坪区，并设计出出光均匀性80%以上的毛细管X光平行束透镜；通过试验分别使用等径和变径毛细管X光平行束透镜对X点光源进行成像，验证了变径优化对出射光束均匀性的改善作用，其中变径X光平行束透镜的出射光束的发散角低至11.7 mrad．      

椭球单毛细管高能X射线微焦斑透镜模拟表征

为了使单毛细管透镜在X射线微区分析中获得高能X射线微焦斑,设计并模拟了基于椭球单毛细管的高能X射线微焦斑透镜,并模拟透镜内表面镀金属氧化膜,氧化膜主要成分为HfO₂.结果表明：镀膜透镜和普通玻璃透镜都可以将能量为100 keV的X射线会聚成<10.0μm的焦斑;与普通玻璃透镜相比,透镜镀膜后X射线聚焦能量上限提高了约2倍.为增加镀膜透镜光通量,重新设计了镀膜透镜,该新透镜相比于最初设计的普通玻璃透镜,在相同的实验室光源条件下聚焦能量为100 keV的X射线,在焦斑处光通量提高了3.8倍,功率密度增益提高了1个数量级,这表明透镜镀膜对聚焦高能X射线有一定的应用价值.模拟结果对椭球单毛细管高能X射线透镜的研制和应用具有指导意义.     

应用于石墨平晶单色化光源的多毛细管光学器件

用实验室X射线光管结合石墨平晶搭建了Cu靶Kα射线单色化光源,根据其光束特性研制出应用于光源的一种无前焦的多毛细管光学器件,测量了有无多毛细管光学器件条件下距石墨平晶中心245mm位置处X射线面积光强计数比.结果表明,本实验所研制的2支多毛细管光学器件均可使距石墨平晶中心245mm位置处的X射线光强增益10倍以上.     

以金属为反射面的单毛细管X射线光学元件

讨论了X射线反射材料和反射材料表面粗糙度对毛细管光学元件传输效率的影响,介绍了近年来以金属为反射面的单毛细管光学元件的研究进展,并对该类元件的未来发展进行了展望.     

X射线光学的新成就--X光透镜及其应用

介绍了北京师范大学X光学实验室的X光透镜及其在X光分析领域中应用的成果.X光透镜由X光导管组合而成,它能聚集X光源产生的发散X光并形成高功率密度的会聚和平行X光束,从而成为宽波段X光束调控手段.     

基于Geant 4对填充液闪毛细管阵列成像研究

基于蒙特卡罗方法的模拟程序Geant 4，分析了填充液闪毛细管阵列长度、子管截面形状、阵列层数等关键参数，给出了针对实验室X光源的毛细管阵列最优化设计；还分析了不同射线入射方向、有无吸光体对毛细管阵列成像的影响；开展了X射线对铝片透射成像的模拟实验，结果表明毛细管阵列能应用于微米量级X射线透射成像.      

微束X射线荧光分析谱仪及其对松针中元素的分布分析

介绍了一种小型的微束X射线荧光分析谱仪,它是由导管X光透镜和能量色散X射线荧光分析谱仪组成.谱仪具有较高的空间分辨率和能量分辨率.使用本谱仪对松树针叶进行了微区分析,得出各种元素沿松针长度方向和横切面径向的分布规律.结果表明使用X光透镜的微束X射线荧光分析方法可以实现植物样品的微区分析,有助于进一步了解植物的生长与元素迁移的关系.     

极紫外和软X射线多层膜光学

综述了极紫外和软X射线多层膜光学及其应用，指出了极紫外和软X射线光学的优点和难点。在软X射线激光诊断高温高密度等离子体的干涉实验中，迫切需要既有一定反射率、又有一定透过率，同时具有很高面形精度的半反半透多层膜和高反射率多层膜组成的X射线激光干涉仪，以实现对高温等离子体临界面附近电子密度的诊断。在分析软X射线多层膜偏振特性基础上，设计了类镍银软X射线激光干涉仪用半反半透多层膜，并用离子束溅射方法制备了这样的元件，同步辐射反向率和透过率测试表明已制备的半反半透多层膜达到了进行软X射线干涉实验的要求。     

~(60)Coγ射线辐射制备菲涅尔透镜

采用甲基丙烯酸甲酯为主单体,丙烯酸甲酯为共聚单体,利用60Coγ射线辐射聚合技术制备菲涅尔透镜.研究了辐射剂量、辐射剂量率、交联剂和单体组成对菲涅尔透镜光学性能的影响.结果表明,采用辐射聚合方法制备菲涅尔透镜时,选择适宜的辐射剂量(35kGy)和辐射剂量率(84.40Gy/min),所制备的菲涅尔透镜具有优异的光学性能.     

X射线诊断机成像质量的检测控制

阐述了基于X射线诊断机成像质量检测控制的重要性,结合X射线发生原理、本质,介绍了X射线光学成像性能检测和X射线诊断质量检测的参数、方法及评价标准.     

Achromatic Fresnel optics for wideband extreme-ultraviolet and X-ray imaging

Advances in extreme-ultraviolet (EUV) and X-ray optics are providing powerful new capabilities in high-resolution imaging and trace-element analysis of microscopic specimens, and the potential for fabricating devices of smaller critical dimensions in next-generation integrated circuit lithography. However, achieving the highest resolution with such optics usually requires the illuminating EUV or X-ray beam to be highly monochromatic. It would therefore be highly desirable to have large-field-of-view, sub-100-nm resolution optics that are achromatic to a significant degree, allowing more light to be utilized from broader bandwidth sources such as laser-produced plasmas. Here we report an achromatic Fresnel optical system for EUV or X-ray radiation that combines a Fresnel zone plate with a refractive lens with opposite chromatic aberration. We use the large anomalous dispersion property of the refractive lens material near an absorption edge to make its fabrication practical. The resulting structure can deliver a resolution comparable to that of the Fresnel zone plates that have achieved the highest resolution (25 nm; ref. 3) in the entire electromagnetic spectrum, but with an improvement of two or more orders of magnitude in spectral bandwidth.     

Astronomy (communication arising): black holes, fleas and microlithography

Fresnel lenses allow almost perfect imaging in widely different circumstances, but their focus is perfect only for a single wavelength. Wang et al. have shown how the effective bandpass may be widened for X-ray microscopy by using a compound diffractive/refractive lens near to an absorption edge. A compound lens has also been proposed for high-energy astronomy, working well above all absorption edges. Although the scale is very different, we point out here that the principle is the same. Ever since Galileo constructed an astronomical telescope that he was able to reconfigure to study fleas and gnats, astronomy and microscopy have relied on optics that are closely related, but different in detail.     

大口径椭球型单管X射线聚焦镜设计与仿真

针对同步辐射光源点到样品距离长的特点,设计了镀膜与非镀膜这2种大口径椭球型单管X射线聚焦镜,并利用带有面型误差模型的仿真程序模拟了这2种大口径椭球型单管X射线聚焦镜的聚焦性能．结果表明:镀Ir膜的大口径椭球型单管X射线聚焦镜的入口直径、焦斑尺寸、焦深分别为19.0 mm、7.1 μm和0.2 mm,接收立体角约为未镀膜聚焦镜的3倍;未镀膜聚焦镜的入口直径和焦斑尺寸分别为15.0 mm和6.4 μm,焦深为镀Ir膜聚焦镜的4倍．分析了大口径椭球型单管X射线聚焦镜的面型误差对其焦斑尺寸的影响,讨论了大口径椭球型单管X射线聚焦镜的应用前景．      

测定球面透镜结构参数的实验方法

本文将透镜的结构参量与光学参量联系起来进行测定实验,并提供了在光具座上可以实现的方法和手段。     

测量透镜组基点的一种简单方法

利用氦－氖激光器单向性好的特点，将激光束视为光线来处理，应用几何光学作图原理，简便、迅速地测出透镜的焦距和透镜组的基点。     

高斯光束束宽对抛物型发散梯度折射率纤维透镜成像的影响

用波动光学理论，籍助变分法，导出一种抛物型发散梯度折射率纤维透镜中高斯光束的成像公式，并与几何光学结果作了比较。结果表明，光束束宽对成像特性有显著影响。     

相机视图的参数控制

根据光学透镜成像原理，推导近端和远端物像与相机焦距、视角和物距的关系式及其像比，借此控制相机视图中远近两端物像的形状反差。     

高斯光束经非线性指数型发散梯度折射率棒透镜的成像公式

用抛物函数近似非线性指数型折射率的线性部分，导出高斯光束经非线性指数型发散梯度折射率棒透镜的成像公式。几何光学条件近似下得到的简化成像公式与几何光学理论得到的精确解比较，误差很小。     

对一例“异常”光学现象的分析

通过对凸透镜反射成像成因的定性分析和对成像公式的定量推导,对这一看似“异常”的光学现象进行了解释和分析．