基于紧的辅助性金属氧化物半导体 (CMOS) 软X射线传输格式光谱仪的设计和表征,适用于激光制造的等离子体
K Mongey1, R Brady1, T Miyazaki1
1School of Physics, University College Dublin, Belfield, Beech Hill Road, D04 P7W1, Ireland.
The Review of scientific instruments
|March 19, 2025
概括
这项研究引入了一个紧的软X射线光谱仪,使用CMOS探测器用于激光制造的等离子体. 它能够进行详细的光谱表征,即使在高压环境中.
科学领域:
- 等离子体物理学的物理学
- 频谱学是一种光谱学.
- 射线光学X射线光学
背景情况:
- 激光制造的等离子体 (LPPs) 在各种科学领域具有至关重要的作用.
- 精确的LPP光谱表征对于理解等离子体特性至关重要.
- 现有的光谱仪可能缺乏适合特定LPP应用的紧性或分辨率.
研究的目的:
- 设计和部署一个厘米尺度的软X射线传输格子光谱仪.
- 为了使短工作距离的微米尺度LPP的光谱表征.
- 为了研究其在高压环境中的实用性.
主要方法:
- 使用化传输格 (100纳米距离).
- 采用精密加工和3D打印用于光谱仪的建造.
- 集成了一个商业互补金属氧化物半导体 (CMOS) 探测器.
- 使用弗雷内尔衍射建模了冲动响应.
- 用FLYCHK模拟的光谱用于光学建模验证.
主要成果:
- 成功生成了1~3纳米范围内LPP发射的光谱图像.
- 从多个原子目标中证明了光谱特征.
- 介绍了来自高压环境的数据.
- 用更高分辨率的光谱仪比较结果.
- 使用CMOS探测器响应研究光子计数光谱学.
结论:
- 开发了一种紧,价格实惠的软X射线光谱仪,用于LPP表征.
- 该设备适用于短工作路径长度和微米级等离子体.
- 通过模拟和实验比较验证了光学建模.
- 在高压中成功记录了光谱数据,开辟了新的研究途径.
