[实用新型]真空紫外时空分辨光谱仪

说明书

本实用新型涉及一种真空紫外光谱仪。

在真空紫外(VUV)尤其是极紫外(XUV)光谱区，由于没有适合于制造透镜光学系统的透明材料，并且在不大的入射角下金属反射镜的反射系数也非常低，因此只能采用凹球面光栅作为色散元件。与平面光栅谱仪相比较，凹球面光栅光谱仪的显著优点是只有一个反射面，从而最大限度地减少了反射损失，但缺点也同样突出，这就是由于像散，基本上丧失了空间分辨能力。因此，同时进行真空紫外光谱的时间、空间分辨测量便始终成为光学测量领域的难题之一。

而另一方面，在磁约束托卡马克等离子体中，伴随着加热手段的改善和离子温度的升高，杂质离子因被多次电离而形成高离化态光谱，并且强辐射线大都落在真空紫外区域，因此真空紫外光谱的时空分辨测量就成为托卡马克等离子体杂质输运行为研究不可缺少的重要手段。目前在多数托卡马克装置上，仍普遍采用真空紫外谱仪前置反射镜技术，通过逐次扫描的方式获取等离子体不同空间的辐射信息，但这种方法的前提是依赖托卡马克的连续重复放电，而实际上由于等离子体的微观行为非常复杂，连续的完全重复放电通常难以实现，因此这就决定了上述方法存在较大的测量误差。可见，在这一领域内，对于能同时进行真空紫外光谱的时间、空间分辨测量的“时空分辨光谱仪”的需要是很迫切的。

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种真空紫外时空分辨光谱仪，可以对连续或脉冲光源实现真空紫外光谱的时空分辨测量。

本实用新型实现上述目的的方案是：一种真空紫外时空分辨光谱仪，包括入射狭缝S1、光栅G和出射狭缝S2，其特征是：所述光栅G是柱面光栅，柱面光栅的刻划面为其凹面，入射狭缝S1和出射狭缝S2平行于所述柱面光栅G的母线，多个水平放置的隔板均匀地将入射狭缝S1、光栅G和出射狭缝S2分成多个光路通道。

采用以上方案的有益效果：由于柱面光栅的采用，既保留了凹球面光栅的集光本领，又可以沿光栅母线方向自由地划分成特性完全相同的若干段(用挡板隔开)，这样让每一段独立工作(但统一调节)，便可达到空间分辨测量的目的。

图1是凹面光栅成像原理示意图。

图2是本实用新型实施例柱面光栅光谱仪内部结构示意图。

图3是本实用新型实施例柱面光栅光谱仪外型示意图。

图4是本实用新型实施例柱面光栅光谱仪水平分隔示意图。

图5是本实用新型实施例柱面光栅光谱仪每个通道的水平展开示意图。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：见图2、3、4、5，所示真空紫外时空分辨光谱仪包括入射狭缝S1、光栅G和出射狭缝S2，所述光栅G是柱面光栅，柱面光栅的刻划面为其凹面，入射狭缝S1和出射狭缝S2平行于所述柱面光栅G的母线，多个水平放置的隔板均匀地将入射狭缝S1、光栅G和出射狭缝S2分成多个光路通道。入射狭缝S1、光栅G和出射狭缝S2按罗兰园分布。柱面光栅刻槽形状是三角槽形，沿弦等分。光谱仪外壳符合真空密封条件，并附带真空抽气系统。

为了便于说明问题，下面先介绍柱面光栅的成像原理，然后对设计方案进行描述。

1柱面光栅成像原理

1.1椭球面光栅成像理论