[发明专利]X射线相干测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种X射线相干测量装置，位于一光学平台上，其特征在于，包括：

X射线分光单元，用于接收X射线脉冲，其具有分束点(A)；

X射线合束单元，用于产生X射线干涉信号，其具有与分束点相对于一中轴线(C)共轭的合束点(B)；以及

X射线延时扫描单元，设于X射线分光单元和X射线合束单元之间，包括延时精调传输单元和延时粗调传输单元；

所述延时精调传输单元包括相对于中轴线(C)彼此对称设置的第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)；所述第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)分别固定在两个滑轨(7、8)的滑动端上；所述两个滑轨(7、8)的固定端固定在光学平台上；

所述两个滑轨(7、8)的滑轨方向与所述中轴线(C)的夹角为90°-θ，其中θ为X射线通过X射线分光单元后的偏置角，θ至多为10°；

两个滑轨(7、8)的滑动端的位置设置为沿两个滑轨(7、8)的滑轨方向调节，使固定在该两个滑轨(7、8)的滑动端上的第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)以中轴线(C)为对称轴保持移动相同的距离，当所述的X射线干涉信号从干涉条纹的最高反衬度到其反衬度消失时该第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)分别移动的距离为ΔL时，对应的延时Δt为：

Δt＝2ΔL(1-cosθ)/c，

其中c为光速；

所述延时粗调传输单元包括相对于中轴线(C)彼此对称设置的第三传输反射镜(5)和第四传输反射镜(6)；所述第三传输反射镜(5)和所述第四传输反射镜(6)一起固定在一一维平移台(9)上；所述一维平移台(9)安装在光学平台上，其平移方向平行于所述中轴线(C)；

所述一维平移台(9)设置为在Y轴方向上连续调节，当所述的X射线干涉信号从干涉条纹的最高反衬度到其反衬度消失时所述一维平移台(9)沿Y轴移动的距离为ΔY时，对应的延时为：

Δt＝2ΔY(1/sinθ-1/tanθ)/c，

其中c为光速。

2.根据权利要求1所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述X射线分光单元包括第一分光反射镜(1)和第二分光反射镜(2)；所述分束点(A)为第二分光反射镜(2)的边缘。

3.根据权利要求2所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述X射线合束单元包括第一合束反射镜(10)和第二合束反射镜(11)；所述合束点(B)为第一合束反射镜(10)的边缘。

4.根据权利要求3所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述第一分束反射镜(1)和第二合束反射镜(11)的镜面平行设置；所述第二分束反射镜(2)和第一合束反射镜(10)的镜面平行设置。

5.根据权利要求1所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述一维平移台(9)的机械精度≤100nm，扫描范围大于20mm。

6.根据权利要求1所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述传输反射镜(3、4、5、6)均通过二维或三维电动镜架来固定。

7.根据权利要求1或2或3所述的X射线相干测量装置，其特征在于，所述X射线脉冲处于XUV至软X射线波段时，所述反射镜均采用C和Ni双层镀膜；所述X射线脉冲处于硬X射线波段时，所述反射镜均采用钨/碳化硼双镀层多层膜。

8.一种X射线相干测量装置的延时粗调相干测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1：在一光学平台上搭建权利要求1-7之一所述的X射线相干测量装置，用该X射线相干测量装置接收X射线脉冲，并产生X射线干涉信号；

步骤S2：连续调节步骤S1中所述的X射线相干测量装置的一维平移台(9)在Y轴方向上的位置，记录所述的X射线干涉信号从干涉条纹的最高反衬度到其反衬度消失时所述一维平移台(9)沿Y轴移动的距离ΔY；

步骤S3：根据步骤S2所述的距离ΔY计算对应的延时Δt，该延时Δt即为步骤S1所述的X射线脉冲的时间相干长度。

9.一种X射线相干测量装置的延时精调相干测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1：在一光学平台上搭建权利要求1-7之一所述的X射线相干测量装置，用该X射线相干测量装置接收X射线脉冲，调节其一维平移台(9)沿Y轴方向的位置，并产生X射线干涉信号；

步骤S2：沿步骤S1所述的X射线相干测量装置的两个滑轨(7、8)的滑轨方向调节该两个滑轨(7、8)滑动端的位置，使固定在该两个滑轨(7、8)的滑动端上的第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)以中轴线(C)为对称轴保持移动相同的距离，记录所述的X射线干涉信号从干涉条纹的最高反衬度到其反衬度消失时该第一传输反射镜(3)和第二传输反射镜(4)分别移动的距离ΔL；

步骤S3：根据步骤S2所述的距离ΔL计算对应的延时Δt，该延时Δt即为步骤S1所述的X射线脉冲的时间相干长度。