X射线、软X射线和极紫外光学仪器的新概念和应用

　　本文回顾了目前用于极紫外、软X射线和X射线光学仪器的几项技术的研究进展情况。这些新概念的应用包括:高能等离子体的诊断、多电荷离子束和物质(原子、分子、离子、微结构、表面、固体)相互作用的光谱测量研究和生物医学X射线.显微术等。各组件的新应用包括玻璃毛细管转换器(glasscanil-laryconverters一GCCs)和多层膜反射镜(MLMs)或者晶体的应用。GCC器件用于宽波带短波辐射光束的导向、聚焦和偏振分析。MLM或品体光学器件用于窄波带辐射光束的色散、聚焦和偏振灵敏度的研究。本文着重于短波段0.1nm<入100nm光学诊断器件的研制和测试。

　　1引言

　　一些早期研究着重于对各种高能等离子体源发出的极紫外(EUV，入>50nm)、软X射线(SXR，0.4一0.5nm<入<5·0nm)和X射线以<0.4一0.5nnl)光谱的收集和分析，以及多电荷离子束和物质相互作用方而的研究。如此高分辨率的EUV或者X射线光谱能给出碰撞动力学、有效截面和磁量子亚能态各向异性粒子集居数的重要信息，该粒子集居数与观测的离子线辐射的偏振度是非常一致的。现代各种生物医学X射线显微术，诸如化学物质对比显微镜，也都是基于探测X射线束具有高光谱分辨率的原理。这些研究一般会遇到EUV或X射线辐射源较弱、或者脉冲等离子体源各种性能具有不可重复性的困难。

　　短波长辐射的探测和记录也要面对许多严重问题。一些有待解决的问题包括:(i)把光子辐射束聚集并导向到探测器土或者成像系统中;(ii)把光子束截面形状进行最佳化使之适应于探测器或者成像系统入射窗口的特殊形状;(ii沙辐射光谱的控制和分析，以及(iv)探测辐射偏振度的能力等问题。本文描述了利用玻璃毛细管转换器(GCCs)和多层膜反射镜(MLMS)构成高灵敏、高分辨率诊断仪器的几种新方法。GCC器件用于EUV、SXR和X射线复盖很宽光谱带宽的光线束的导向、聚焦和偏振度分析，而MLMs在一个窄光谱带宽内用作分色、聚焦和测量偏振度的光学元件。此外，也用传统分色和聚焦光学元件诸如品体光学元件。

　　2玻璃毛细管转换器

　　典型GCC器件是由玻璃或者石英毛细管束构成的。其工作原理是基于折入射条件下光在毛细管内光滑表面上的全部外反射效应。能利用这些器件把任何辐射光源发出的短波辐射光束聚集并导向到一个分析/探测系统中去。其应用包括作为一种“光流管道”(Light一piPe)形式进行工作，去收集很远距离光源发出的光，它能增加收集光束的有效立体角，正如40年前有些文献报道的那样。

　　能把各种不同类型的GCC器件分成3类，这些类型中的每一类还可能有许多不同的形状结构。其中是: