作者：黄f 时间：2025-09-17
IFNANO开发了一种基于激光的等离子体光源Table-Top Soft X-ray Source，用于产生极紫外EUV或软X射线辐射。等离子体由一台波长1064nm，脉冲能量600mJ，脉冲宽度7ns的Nd:YAG激光器产生，该激光被聚焦到脉冲气体靶中，不同目标气体可分别生成强宽带辐射或较弱的窄宽带辐射。其中氪气、氩气用于产生XUV波段宽带辐射，氮气用于产生XUV波段窄宽带辐射，可作为Soft X-ray辐射源使用。
IFNANO台式NEXAFS光谱仪Table-top NEXAFS-Spektrometer是一款结合Soft X-ray辐射源和软X射线光谱仪的装置，现正用于分析位于波长范围2.3-4.4nm的“水窗”波段内的薄膜样品如 ：C、N、O、Ca、K、Ti、Mn、Fe的吸收边的近边X射线吸收精细结构。其激光波长1-20nm，脉冲持续时间6ns，重复频率10Hz。软X辐射源匹配的软X射线光谱仪光谱范围1-5nm，光谱分辨率λ/△λ约300。吸收边附近的精细结构能提供关于分子轨道、氧化态以及吸收元素配位环境的信息，因此可用于化学分析。由于所用辐射具有高吸收系数，该技术对表面非常敏感。
此外IFNANO的光学/短波长部门正在为“水窗”光谱波段开发一款紧凑型实验室软X射线显微镜。发射波长2.88nm时采用氮气作为靶气体，实现了约50nm的空间分辨率。台式软X射线显微镜是一款基于脉冲氮气喷射靶产生的长期稳定且近乎无碎屑的激光等离子体的显微镜，主要由激光诱导软X辐射源、椭球面掠入射反射镜、菲涅耳波带片物镜和对软X辐射源敏感的后照式CCD相机组成。应用范围涵盖生物学和生命科学领域的结构分析。
Soft X-ray辐射源Table-Top Soft X-ray
Source
NEXAFS光谱仪Table-top NEXAFS-Spektrometer
IFNANO台式等离子体源NEXAFS光谱仪示意图
软X射线显微镜
IFNANO台式NEXAFS光谱仪特点：
-极高的表面灵敏度
-分子指纹识别/元素分析
-多色宽谱测量
-适用于碳K吸收边
IFNANO台式NEXAFS光谱仪应用：
-有机样品的化学分析
-研究各种元素(C,N,O,Ca,K,Ti)的吸收边
-光谱分辨的透射/反射率测量
-极紫外计量学
-不同靶气体激光产生XUV等离子体的发射光谱。可获得宽带和窄带辐射。
-用作碳K吸收边宽带辐射源的氪等离子体发射光谱
-动态过程的泵浦-探测实验
IFNANO台式NEXAFS光谱仪Soft X-ray辐射源规格参数：
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Table-Top Soft X-ray Source |
参数 |
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波长(nm) |
1-20 |
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脉冲持续时间(ns) |
6 |
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等离子体形状尺寸(μm) |
近似球形，尺寸~300 |
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重复频率(Hz) |
10 |
IFNANO台式NEXAFS光谱仪中软X射线光谱仪规格参数：
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Table-top NEXAFS-Spektrometer |
参数 |
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光谱范围(nm) |
1-5 |
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光谱分辨率λ/△λ |
~300 |
IFNANO台式等离子体源NEXAFS光谱仪测试数据：
左图中为IFNANO台式等离子体源NEXAFS光谱仪中发射体为氪气等离子体在碳K边缘的发射光谱，分为有无聚酰亚胺样品两种曲线。
右图为聚酰亚胺在NEXAFS的光谱曲线。
