研究目的
描述一种利用商用微型X射线源对激光等离子体X射线光谱中使用的布拉格晶体进行绝对校准的程序。
研究成果
该论文提出了一种使用商用X射线源和光子计数技术对布拉格晶体进行绝对校准的简便且经济高效的方法。通过对平面和曲面晶体的积分反射率测量实现了合理精度(误差约10%或更低),使得该方法适用于激光等离子体实验中的X射线光谱学。未来改进可包括延长数据采集时间以进一步降低误差。
研究不足
该方法对平面晶体的误差范围为10–20%,对曲面晶体为5–6%,可能无法满足高精度应用需求。箔片发射的角向变化及距离测量的潜在偏差会导致系统误差。该技术仅适用于4–5 keV能区,且需谨慎处理热噪声与光子计数统计问题。
1:实验设计与方法选择:
该方法采用商用X射线源激发金属箔片(如钒或钛)产生K-α辐射,随后通过CCD探测器进行光子计数,以校准4-5 keV能量范围内的平面与曲面布拉格晶体。设计原理在于无需对光源或探测器进行绝对校准即可实现绝对定标。
2:样品选择与数据来源:
使用厚度约10微米的钒或钛等金属箔片,通过CCD探测器以光子计数模式采集数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括商用微型X射线源(Amptek, mini-X)、金属箔片(如钒、钛)、CCD探测器(Andor DX420-BN)、铅屏蔽层、准直器以及铝铅复合外壳。材料还包括用于校准的HOPG和Si(111)晶体。
4:实验流程与操作步骤:
X射线源激发箔片产生K-α光子,将CCD探测器置于特定距离与角度直接测量光子计数及经布拉格晶体反射后的计数。采用多次短积分时间测量以降低热噪声与多光子事件的误差影响。
5:数据分析方法:
数据分析包含背景扣除、光子计数直方图的高斯拟合,以及基于立体角与距离测量的积分反射率计算。误差分析涵盖拟合产生的统计误差与距离测量导致的系统误差。
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mini-X
mini-X
Amptek
Used as a commercial X-ray source to generate X-rays for pumping metallic foils to produce K-α emission.
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CCD detector
DX420-BN
Andor
Used for photon counting to detect X-ray photons directly and after reflection from Bragg crystals.
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HOPG crystal
Used as a Bragg crystal for X-ray spectroscopy calibration, providing high integrated reflectivity.
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Si crystal
Si(111)
Used as a Bragg crystal for comparison in X-ray spectroscopy calibration.
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