整体平行束X光透镜在实验室EXAFS谱仪中的应用研究

结合整体平行束X光透镜在实验室EXAFS谱仪中应用研究,利用整体平行束X光透镜和粉末衍射仪设计了一种实验室EXAFS谱仪.工作电压和电流分别为25 kV和100 mA时,该谱仪在9.92 keV能量点处,计数率为3.12×104 s-1,在钨杂质的特征谱线Lβ1能量点处,能量分辨率为15.4 eV.整体平行束X光透镜在该谱仪中既起到会聚X射线的作用又可实现高能滤波器的功能.对实验现象进行了理论分析.     

整体平行束X光透镜及其在X射线衍射技术中的应用

使用整体平行束Ｘ光透镜和准直管在Ｓｉ（１１１）晶体上进行Ｃｕ－Ｋα辐射的衍射实验,实验结果表明：在相同Ｘ光源功率条件下,使用整体平行束Ｘ光透镜比使用准直管测量的衍射峰强度提高了近４倍。     

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.     

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.     

半导体激光器出射光束的折射微透镜准直

讨论了利用柱形折射微透镜来改善强功率半导体激光器出射光束平行性的问题,给出了强功率半导体激光器出射光束的准直平行性通过柱形折射微透镜的作用得到显著改善的几个关键因素,所得出的研究结果可以实际应用于一种低阵列规模的线列强功率半导体激光器出射光束的准直.     

半导体激光器出射光束的折射微透镜准直

讨论了利用柱形折射微透镜来改善强功率半导体激光器出射光束平行性的问题,给出了强功率半导体激光器出射光束的准直平行性通过柱形折射微透镜的作用得到显著改善的几个关键因素,所得出的研究结果可以实际应用于一种低阵列规模的线列强功率半导体激光器出射光束的准直。     

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.     

整体X光会聚透镜及其在微束X射线荧光分析中的应用

测量了整体Ｘ光会聚透镜的性能，对于Ｍｏ－Ｋα线，透镜焦斑直径为３０μｍ与没有透镜仅使用光栏相比，功率密度增益优于２０００。与功率约为１Ｗ的细聚焦Ｍｏ靶Ｘ光管相配合用于微束Ｘ射线荧光分析时，中重元素的最小探测极限达到０．５ｐｇ。。     

X光透镜应用于蛋白大分子晶体衍射

Ｘ光透镜能以较大的收集角收集Ｘ光，并以准平行光出射。Ｘ光透镜应用于生物蛋白大人子晶体衍射，替代单色仪双聚集镜，照射晶体样样品的光强度数倍乃至１到２个数量级，衍射强度的提高远于５倍，大大缩短了测试时间，分辨能力改善０．０２－０．０５ｎｍ，衍射数据的收集质量有较为明显的提高。     

扩束平行激光测定薄透镜焦距

以氦氖激光作为光源,将单束窄光束平行光经扩束系统扩展为宽光束平行光后,垂直照射待测薄透镜,利用特殊光线性质及几何关系分别测定了薄透镜(凸透镜和凹透镜)的焦距。此方法实验原理简单,容易理解,操作方便,容易掌握,且测量准确,是一种比较实用的测量方法。这将进一步拓展测量薄透镜焦距的方法,为大学生综合性、设计性实验项目提供更为开阔的思路和方法。     

New achievements in X-ray optics??the X-ray lens and its applications

An X-ray lens consists of a large number of X-ray capillaries. It can collect divergent X-rays emitted from an X-ray source and form a focused or parallel beam of high intensity. So it is an effective tool for adjusting and controlling wide bandwidth X-ray beams. In this paper, the X-ray lens made by the X-ray Optics Laboratory of Institute of Low Energy Nuclear Physics at Beijing Normal University and its applications in the field of X-ray analysis are presented.     

波动光学应用于成像光学系统装配公差的确定

给出一种利用波动光学原理计算成像光学系统，特别是非旋转对称系统的装配公差计算方法．采用光波波面描述物面上一个点发出的光在存在装配误差的系统中的传播过程．用菲涅耳衍射公式计算自由传播部分；用薄透镜的透射比计算通过透镜时的波面变化，由此得到射向像面的成像波面；通过对成像波面分布的分析推断成像情况；依据容许的成像质量确定装配误差．以一个含两个柱面透镜的成像系统为例，导出了确定这两个柱面透镜母线不正交性公差的公式．由此说明该方法可以解决不易用几何光学方法获得解析结果的问题．     

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．      

无衍射光束参数的透镜变换

论述无衍射光束的基本参数的确定，提出用望远系统来改变无衍射光束参数的新方法，给出了各参数的变换公式．利用该方法可灵活方便地获得所需无衍射光的无衍射距离和中心光斑半径     

双曲柱面-平面透镜的准直性能

根据光线传播的基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的准直特性、光强分布和半宽度。本文的讨论为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。     

一种空心光束的简易实现方法

利用玻璃毛细管作为空心波导,研究聚焦光束在其中的传输特性.实验结果表明:当聚焦光束以正射方式入射到空心玻璃毛细管波导时,经玻璃毛细管传输后的聚焦光束由原先的高斯光束变成零阶贝塞耳光束;而当聚焦光束非正射入射时,即聚焦光束以其光轴与毛细管中心细孔的中心轴成某一角度入射时,经传输后的聚焦光束由原先的高斯光强分布变为空心光强...     

二维函数光子晶体波导带隙和电场分布的调制

在二维函数光子晶体波导中, 研究介质柱介电常数对带隙结构的调制, 以及波导中加入点缺陷时, 点缺陷介质柱介电常数对电场分布和光传播方向的调制. 结果表明： 当二维函数光子晶体波导中不含点缺陷时, 改变波导中介质柱介电常数的参数b和k值, 可调节波导的禁带数目、 禁带位置、 缺陷模的数目和位置;  当二维函数光子晶体波导中含点缺陷时, 改变点缺陷介质柱介电常数的参数b和k值, 可改变电场分布和光的传播方向.       

贝塞尔光束的简易实现方法

对光纤中传播的电磁场分析发现,其纵向分量可以用贝塞耳函数及第二类变态贝塞耳函数来描述,据此,提出一种利用玻璃毛细管和聚焦透镜实现贝塞尔光束的简易方法.通过观察发现,在光束传播方向,出射光束即为贝塞尔光束,沿光束传播方向的光强分布不会发生改变,仅产生扩散.研究表明,随着聚焦透镜的焦距f的变大,贝塞尔光束的高瓣数光环的光强变弱,光束的光强向低瓣数光环和中心光斑移动;随着毛细管长度l的增加,光束的高瓣数的光环光强在不断增强.此外,研究还表明,透镜与毛细管端面之间距离d对于出射光束横截面上的光强分布有很大的影响.     

用于裂隙光源的侧面发光塑料光纤散射点设计

设计一种侧面发光塑料光纤表面正四棱锥形微结构散射点，使侧面发光塑料光纤可用作裂隙灯显微镜的裂隙光源，以减小裂隙光源的体积.采用光学仿真软件分析光纤上表面(有散射点)和光纤下表面(无散射点)的散射率，当塑料光纤直径为1 mm时，得到优化后的正四棱锥散射点的底边宽度和深度均为80μm.仿真结果表明，光纤下表面散射光的光束发散角在垂直于光纤方向约为40°,在平行于光纤方向约为110°,经过焦距为50 mm的投射镜会聚后的光带宽度约为0.3 mm,可以满足裂隙灯显微镜的要求.