反射鏡雙程放大軟x射線雷射出光靶裝置及調節方法

2023-07-28 03:45:11

專利名稱：反射鏡雙程放大軟x射線雷射出光靶裝置及調節方法
技術領域：
本發明涉及軟X射線雷射裝置，特別是一種反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置及調節方法。
背景技術：
軟X射線雷射(SXRL)具有波長短、亮度高、帶寬窄、相干性強的特點，在物理學、化學、生物學、材料學以及慣性約束聚變(ICF)等研究領域中具有廣泛的應用。實驗室軟X射線雷射研究，旨在獲得高強度、短波長、強相干的軟X射線雷射輸出，為各種應用研究提供更好的光源。軟X射線雷射的實現比普通雷射困難得多，原因主要是一方面對驅動源要求高； 另一方面則是無腔運轉模式。對於X射線雷射來說，實現腔式運轉有很大難度，一是增益介質的維持時間非常短，多通不能有效增加增益介質長度，二是光學反射元件的缺乏，諧振腔端使用的反射鏡反射效率較低，難以有效地發揮諧振腔的作用。所以，軟X射線雷射通常採用無腔的單程自發輻射放大(ASE)方式。然而，雷射線聚焦驅動平面靶等離子體對軟X射線雷射的傳播具有強烈的折射效應，靶不宜太長。研究表明，雙靶以及多靶的對接或串接技術可以有效地增加增益介質長度，提高軟X射線雷射的輸出強度。為使增益介質的長度得到進一步增加，在多靶對串接技術的基礎上通過增加多層膜反射鏡形成雙程放大模式，達到部分增加增益介質長度是一個可行的技術途徑。實驗證明，反射鏡雙程放大確實能夠進一步提高軟X射線雷射的輸出強度。軟X射線雷射實驗中一個關鍵的技術問題是出光靶與驅動雷射之間的耦合，一般需要建立實驗室裝調監測系統和靶室調節監測系統，藉助平行光管對出光靶裝置進行靶位參數調節。然而，反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置中多層膜反射鏡遮擋了其後面的第六平行光管的視線。在進行靶室在線調節時，無法在第六平行光管視場中直接觀察到各出光靶之間的排布情況，增加了靶室在線調節的難度。如果不解決這個問題，就不能做到出光靶與驅動雷射之間的精確耦合，甚至與不加反射鏡相比，增加反射鏡反而會降低軟X 射線雷射的輸出強度。20世紀90年代在「神光」裝置上進行的反射鏡雙程放大軟X射線雷射實驗中(參見文獻王世績等，強雷射與離子束，1991，5(4) :558)，針對該問題通常採取的解決方案是在多層膜反射鏡背面刻上十字刻線，以十字刻線為基準進行靶室的在線調節，如圖5所示。 其調節方法簡單表述如下一、離線調節在串對接的四塊出光靶完成實驗室裝調之後，把反射鏡裝進相應的反射鏡架，調節反射鏡架的平動和轉動，使其背面的十字刻線中心落在正對著的平行光管的光軸上，並使它的法線與該平行光管的光軸成設定的角度，反射鏡背面要求與正面精確平行。把實驗室裝調好的出光靶裝置上的多層膜反射鏡平移開，使反射鏡不遮擋平行光管的視線，再將整個出光靶裝置安放到靶室裡。
二、在線調節保持出光靶的相對位置不變，調整出光靶裝置的姿態，使出光靶504的工作面落在第九平行光管508的光軸上。然後，平移多層膜反射鏡505，使其背面的十字刻線中心也落在第九平行光管508的光軸上。以上調節方法在於闡明該方案的基本思想。該方案中離線調節較為簡單，但在線調節起來不方便，而且穩定性較差。在線調節過程中平移多層膜反射鏡505是在靶室中進行的，容易對出光靶姿態產生影響，在完成多層膜反射鏡505平移操作之後，由於多層膜反射鏡505遮擋了第九平行光管508的視線，無法通過第九平行光管508對出光靶裝置進行有效地實時監測。在調節過程中出光靶的姿態若發生改變會影響各出光靶與驅動雷射之間的耦合。

發明內容
為了克服多層膜反射鏡遮擋其後面平行光管視線的不利影響，本發明提供一種反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置及調節方法。該裝置能夠有效解決靶室在線調節過程中反射鏡遮擋其後面平行光管視線的問題，並且可以對出光靶裝置的姿態進行有效地實時監測。本發明的技術解決方案如下一種用於反射鏡雙程放大軟X射線雷射的出光靶裝置，包括一個長方形的靶架固定底板，在該靶架固定底板上的一端橫向地固設有多層膜反射鏡架，該多層膜反射鏡架設置多層膜反射鏡，在所述的靶架固定底板上自另一端至所述的多層膜反射鏡架，依次的第一出光靶和第二出光靶縱向成列、第三出光靶和第四出光靶縱向成列並通過各自的靶架和靶座縱向地列放在所述的靶架固定底板上的兩條平行的直線上，所述的第一出光靶和第二出光靶的靶面與所述的第三出光靶和第四出光靶的靶面相向並處於同一高度，所述的靶架固定底板通過燕尾形連杆固定在調節平臺上，其特徵是在所述的第四出光靶和所述的多層膜反射鏡架間還設有輔助靶，該輔助靶通過輔助靶架和輔助靶座設置在所述的靶架固定底板上，所述的輔助靶的主軸與所述的第一出光靶、第二出光靶、第三出光靶和第四出光靶的主軸所在的平面夾角為45° 90°，所述輔助靶的上端高於所述的多層膜反射鏡支架的上邊緣。所述的多層膜反射鏡是在透明的玻璃基板上鍍Mo/Si多層膜構成的，對反射鏡雙程放大軟X射線雷射反射，該多層膜反射鏡的多層膜的正面和背面都具有反射光的作用， 且正面和背面的表面互相平行。所述的出光靶裝置的調節方法，其特點在於該方法包括下列步驟一、離線調節①在所述的靶架固定底板建立直角坐標系，該靶架固定底板位於yz平面，該靶架固定底板的左上角頂點為坐標原點，該靶架固定底板的寬邊為y軸方向，長邊為ζ軸方向， 垂直方向為χ軸方向，在所述的第一出光靶和第二出光靶的靶面的正面垂直方向，即該靶架固定底板的一邊沿y方向設置第一平行光管，在所述的第三出光靶和第四出光靶的靶面的正面垂直方向，即所述的靶架固定底板的另一邊沿_y方向設置第二平行光管，在所述的靶架固定底板一端沿ζ方向設置第三平行光管；在所述的靶架固定底板的上方設置顯微鏡；②分別調節所述的第二出光靶和第三出光靶的靶託和以及靶平移座和，使第一平行光管和第二平行光管的光軸分別垂直於所述的第一出光靶和第三出光靶的靶面，進而使所述的第二出光靶和第三出光靶的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板的平面，調節所述的顯微鏡，使所述的顯微鏡目鏡的十字刻線豎線對準第二出光靶與第三出光靶鄰近的端點，沿-ζ方向平移所述的顯微鏡設計的距離Z23，調節所述的第三出光靶的靶託，使所述的第三出光靶與第二出光靶鄰近的端點對準顯微鏡目鏡的十字刻線豎線，通過第二平行光管監測並保持所述的第三出光靶的靶面與第二平行光管的光軸垂直，鎖定所述的第二出光靶；③同樣的方法利用所述的顯微鏡目鏡的十字刻線橫線沿y軸方向調節所述的第三出光靶，使第三出光靶的靶面與第二出光靶的靶面的間距達到理論要求的靶面間距y23， 鎖定第三出光靶；④調節所述的第一出光靶的靶託以及靶平移座，使第一平行光管的光軸垂直於所述的第一出光靶的靶面，進而使所述的第一出光靶的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板的平面，調節所述的顯微鏡使所述的顯微鏡目鏡的十字刻線橫線與第二出光靶的靶面重合，調節所述的第一出光靶的靶託以及靶平移座，使所述的第一出光靶的靶面與所述的顯微鏡目鏡的十字刻線橫線重合；⑤按照步驟②的方法調節所述的第一出光靶和第二出光靶的兩鄰近靶端之間距達到設計要求的靶端間距為Z12，鎖定第一出光靶；⑥調節所述的第四出光靶的靶託以及靶平移座，使第二平行光管的光軸垂直於所述的第四出光靶的靶面，進而使所述的第四出光靶的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板的平面，調節所述的顯微鏡，使所述的顯微鏡目鏡的十字刻線橫線與第三出光靶的靶面重合，調節所述的第四出光靶的靶託以及靶平移座，使所述的第四出光靶的靶面與所述的顯微鏡目鏡的十字刻線橫線重合；⑦按照步驟②的方法調節所述的第三出光靶和第四出光靶的兩鄰近靶端之間距達到設計的靶端間距為Z34，鎖定第四出光靶；⑧利用第二平行光管調節所述的輔助靶靶託和輔助靶平移座，使所述的輔助靶的靶面與第二平行光管的光軸垂直，使所述的輔助靶的靶面與所述的第四出光靶的靶面和第三出光靶的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板的平面，利用第二平行光管和顯微鏡調節所述的輔助靶平移座沿-y方向移動，使所述的輔助靶的靶面相對於所述的第四出光靶的靶面間距y45為50 100 μ m，鎖定所述的輔助靶；⑨利用所述的第三平行光管調節所述的多層膜反射鏡的反射鏡架，使所述的多層膜反射鏡的多層膜背面與所述的第三平行光管的光軸垂直，根據所述的第三平行光管目鏡上的十字刻線豎線與角度的對應關係，繞X軸逆時針方向轉動所述的多層膜反射鏡架到理論計算的角度θ，進而使所述的多層膜反射鏡工作面與理論計算出的軟X射線雷射出光的方向垂直，完成出光靶裝置的離線調節；二、在線調節①把完成離線調節的出光靶裝置的燕尾形連杆與靶室內的電控馬達的燕尾槽相連，出光靶裝置呈倒懸姿態；
②在所述的靶室外，對應於出光靶裝置的離線調節的第一平行光管、第二平行光管和第三平行光管的位置設置第四平行光管、第五平行光管和第六平行光管；③通過靶室內的電控馬達，調節所述的出光靶裝置的姿態，使所述的輔助靶的靶面與第六平行光管視場中的十字刻線豎線重合，完成輔助靶的貼面操作；④調節靶室內的電控馬達，使第一出光靶的靶面與第四平行光管的光軸垂直；⑤通過電控馬達使所述的出光靶裝置沿_y方向平移，使所述的第六平行光管中的十字刻線豎線與所述的第四出光靶靶面重合，即完成出光靶裝置的在線調節。本發明的有益效果是本發明有效解決了靶場在線調節過程中多層膜反射鏡遮擋其後面第六平行光管的視線問題，並且可以通過第六平行光管對出光靶裝置的姿態進行有效地實時監測。實驗表明，本發明出光靶裝置還具有調節方便、穩定性好、調節精度高的特點。


圖1是本發明反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置實施例的示意圖。圖中101-第一出光靶，102-第二出光靶，103-第三出光靶，104-第四出光靶， 105-輔助靶，106-多層膜反射鏡，107、108、109、110、111-與靶相對應的靶拖及靶支撐柱， 112-多層膜反射鏡鏡架，113、114、115、116、117-與靶相對應的靶平移座，118-靶架固定底板，119-燕尾形連杆，120-調節平臺圖2是本發明實驗室離線裝調監測系統及靶位情況俯視示意圖。圖中201-第一平行光管，202-第二平行光管，203-第三平行光管，204、205、 206-平行光管對應的光軸圖3是本發明實驗室離線裝調監測系統及靶位情況側視示意圖。圖中301_顯微鏡，302-多層膜反射鏡架上邊緣所在平面，303-輔助靶105主軸， 304-輔助靶105主軸與出光靶主軸所在的平面夾角(各出光靶主軸與第三平行光管203光軸在同一平面內)，305-顯微鏡物鏡對應的主軸圖4是本發明柱形靶室在線調節監測系統及靶位情況俯視示意圖。圖中401-第四平行光管，402-第五平行光管，403-第六平行光管，404、405、 406-平行光管對應的光軸，407-第四平行光管對應的窗口(包括窗口玻璃、非球面主透鏡、 柱面列陣透鏡)，408_第五平行光管對應的窗口(包括窗口玻璃、非球面主透鏡、柱面列陣透鏡)，409-第六平行光管對應的窗口玻璃，410-靶室ζ方向上的窗口玻璃，411 -柱形靶室壁圖5是現有球形靶室在線調節監測系統及靶位情況俯視示意圖。圖中501_原方案第一出光靶，502-原方案第二出光靶，503-原方案第三出光靶， 504-原方案第四出光靶，505-原方案多層膜反射鏡，506-第七平行光管，507-第八平行光管，508-第九平行光管，509、510、511-平行光管對應的光軸，512-第七平行光管對應的窗口(包括窗口玻璃、非球面主透鏡、柱面列陣透鏡)，513_第八平行光管對應的窗口(包括窗口玻璃、非球面主透鏡、柱面列陣透鏡)，514-第九平行光管對應的窗口玻璃，515-靶室ζ 方向上的窗口玻璃，516-球形靶室壁
具體實施例方式下面結合實例和附圖對本發明做進一步說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。先請參閱圖1，圖1是本發明反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置實施例的示意圖。由圖可見，本發明反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置，包括一個長方形的靶架固定底板118，在該靶架固定底板118上的一端橫向地固設有多層膜反射鏡架112，該多層膜反射鏡架設置多層膜反射鏡106，在所述的靶架固定底板118上自另一端至所述的多層膜反射鏡架112，依次的第一出光靶101和第二出光靶102縱向成列、第三出光靶103和第四出光靶104縱向成列並通過各自的靶架和靶座縱向地列放在所述的靶架固定底板118上的兩條平行的直線上，所述的第一出光靶101和第二出光靶102的靶面與所述的第三出光靶103和第四出光靶104的靶面相向並處於同一高度，所述的靶架固定底板118通過燕尾形連杆119固定在調節平臺120上，其特徵是在所述的第四出光靶104和所述的多層膜反射鏡架112之間還設有輔助靶105，該輔助靶105通過輔助靶架111和輔助靶座117設置在所述的靶架固定底板118上，所述的輔助靶105的主軸與所述的第一出光靶101、第二出光靶102、第三出光靶103和第四出光靶104的主軸所在的平面夾角304為45° 90°，所述輔助靶105的上端高於所述的多層膜反射鏡支架112的上邊緣。本發明反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置及其調節方法的實施例詳細說明如下輔助靶105與第四出光靶104 —樣都是正式用靶，但是輔助靶105隻是作為靶室在線調節時的貼面之用，不參與軟X射線雷射的出光。第一出光靶101用膠水與靶架107粘接在一起，儘量保持第一出光靶101的主軸與平行光管201的光軸處在同一水平面內。靶託及支撐柱107與靶平移座117以及靶平移座117與靶架固定底板118的連接方式都是用固定螺絲連接。其餘出光靶的連接方式與第一出光靶101相同，其位置關係上文已說明。多層膜反射鏡106用鎖緊螺絲鑲嵌在反射鏡架112內，多層膜反射鏡架112與靶架固定底板118之間以及靶架固定底板118與燕尾形連杆119用固定螺絲連接。燕尾形連杆119與調節平臺120以及與靶室電控馬達裝置都通過燕尾槽連接。多層膜反射鏡106是在透明的玻璃基板上鍍Mo/Si多層膜，多層膜反射鏡106的多層膜背面(注意不是反射鏡背面)也同樣具有反射光的作用，且正面和背面的表面互相平行。不需要在多層膜反射鏡106背面刻十字線，也不要求所述的多層膜反射鏡106背面與工作面精確平行。該裝置以及實驗室離線裝調系統具有調節功能的部件說明如下靶託107、108、109、110、111可以實現繞x、z軸的轉動以及沿ζ方向的平動。靶平移座113、114、115、116、117可以進行沿y方向的平動。多層膜反射鏡架112可以實現繞χ、 y軸的轉動以及沿y方向的平動。調節平臺120可以實現x、y、z方向的平動和繞x、y、z軸的轉動。顯微鏡301可以實現在x、y、ζ方向上的平動，以方便讀數。靶室中的電控馬達裝置可以進行三維平動以及三維轉動。具體調節步驟及方法如下1、建立實驗室裝調監測系統
①利用水平儀調整調節平臺120至水平；②在調節平臺120上安放長方體標準玻璃塊進行基準的建立。標準玻璃塊的六個平面以及表面上的刻線互相精確平行或垂直，誤差不大於2"(或IOyrad)；③調節第一平行光管201，使第一平行光管201的光軸對準標準塊上下邊緣的中心；④打開第一平行光管201上的光源，調成平行光，並照射到標準玻璃塊的表面；⑤調節第一平行光管201，使從標準玻璃塊正對第一平行光管201鏡頭的表面反射的光的自準像(十字亮線叉絲)與第一平行光管201發射光束的自準像重合，這時第一平行光管201的光軸與該標準玻璃塊表面嚴格垂直，即為自準狀態。⑥重複步驟③ ⑤，使第二平行光管202和第三平行光管203的光軸分別與相對應的標準玻璃塊表面垂直。由於平行光管視場具有一定的範圍，第一平行光管201和第二平行光管102在ζ方向上應相距一段距離，使得第一出光靶101、第二出光靶102和第三出光靶103、第四出光靶104的靶面可以同時分別處在第一平行光管201和第二平行光管202 的視場中。⑦調節顯微鏡301到適當的位置，轉動顯微鏡301的目鏡，使目鏡上的十字刻線與標準玻璃塊上表面邊界對齊。2、出光靶的調節為了在顯微鏡301的視場裡能夠同時看到清晰的各靶的上邊緣，將第一出光靶 101、第二出光靶102、第三出光靶103、第四出光靶104分別粘接到相應的靶託上時應儘可能使各出光靶的主軸保持在同一水平面內。具體調節步驟如下①分別調節所述的第二出光靶102和第三出光靶103的靶託108和109以及靶平移座114和115，使第一平行光管201和第二平行光管202的光軸分別垂直於所述的第一出光靶101和第三出光靶103的靶面，進而使所述的第二出光靶102和第三出光靶103的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板118的平面，調節所述的顯微鏡301，使所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線豎線對準第二出光靶102與第三出光靶103鄰近的端點，沿-ζ方向平移所述的顯微鏡301理論要求的距離z23，調節所述的第三出光靶103的靶託109，使所述的第三出光靶103與第二出光靶102鄰近的端點對準顯微鏡301目鏡的十字刻線豎線， 通過第二平行光管202監測並保持所述的第三出光靶103的靶面與第二平行光管202的光軸垂直，鎖定所述的第二出光靶102 ；②同樣的方法利用所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線橫線沿y軸方向調節所述的第三出光靶103，使第三出光靶103的靶面與第二出光靶102的靶面的間距達到理論要求的靶面間距y23，鎖定第三出光靶103 ；③調節所述的第一出光靶101的靶託107以及靶平移座113，使第一平行光管201 的光軸垂直於所述的第一出光靶101的靶面，進而使所述的第一出光靶101的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板118的平面，調節所述的顯微鏡301使所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線橫線與第二出光靶102的靶面重合，調節所述的第一出光靶101的靶託107以及靶平移座113，使所述的第一出光靶101的靶面與所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線橫線重合；
④按照步驟②的方法調節所述的第一出光靶101和第二出光靶102的兩鄰近靶端之間距達到理論要求的靶端間距為Z12，鎖定第一出光靶101 ；⑤調節所述的第四出光靶104的靶託110以及靶平移座116，使第二平行光管202 的光軸垂直於所述的第四出光靶104的靶面，進而使所述的第四出光靶104的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板118的平面，調節所述的顯微鏡301，使所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線橫線與第三出光靶103的靶面重合，調節所述的第四出光靶104的靶託110以及靶平移座116，使所述的第四出光靶104的靶面與所述的顯微鏡301目鏡的十字刻線橫線重合；⑥按照步驟②的方法調節所述的第三出光靶103和第四出光靶104的兩鄰近靶端之間距達到理論要求的靶端間距為Z34，鎖定第四出光靶104 ；3、輔助靶105的調節利用第二平行光管202調節所述的輔助靶靶託111和輔助靶平移座117，使所述的輔助靶105的靶面與第二平行光管202的光軸垂直，使所述的輔助靶105的靶面與所述的第四出光靶104的靶面和第三出光靶103的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板118 的平面，利用第二平行光管202和顯微鏡301調節所述的輔助靶平移座117沿-y方向移動， 使所述的輔助靶105的靶面相對於所述的第四出光靶104的靶面間距y45為50 100 μ m, 鎖定所述的輔助靶105。4、反射鏡106的調節以平面多層膜反射鏡106為實施例，具體調節步驟如下①由於多層膜反射鏡106是在透明的玻璃基板上鍍的Mo/Si多層膜，多層膜反射鏡106的多層膜背面也同樣具有反射光的作用，且正面和背面的表面互相平行。調節多層膜反射鏡架112，使多層膜反射鏡106的多層膜背面與第三平行光管203光軸垂直，那麼多層膜反射鏡106正面也與第三平行光管203光軸垂直；②通過第三平行光管203上的目鏡上的刻線與實際空間角度的換算關係以及軟X 射線雷射的偏折角計算目鏡需要平移的刻度。具體換算關係是，在保證目鏡上的水平刻線與第三平行光管203視場內固有水平刻線互相平行或重合的情況下，目鏡上的百分旋鈕每平移一格表示6"。假設軟X射線雷射的偏折角為θ = lOmrad，則目鏡上的百分旋鈕需要平移343. 8格。③將第三平行光管203目鏡上的十字刻線豎線向y方向平移343. 8格，調節多層膜反射鏡架112，使第三平行光管203中從反射鏡106返回的自準像(十字亮線叉絲)平移至該十字刻線豎線，使他們完全重合。從第四出光靶104靶端發射的軟X射線雷射光束就可以垂直入射到多層膜反射鏡106鏡面上了，這樣可以保證軟X射線雷射光束經多層膜反射鏡106沿原路返回。5、建立靶室在線調節監測系統靶室在線調節監測系統的建立與實驗室離線裝調監測系統類似，這裡不再詳述， 示意圖如圖4所示。6、出光靶裝置的靶室在線調節①把完成離線調節的出光靶裝置的燕尾形連杆119與靶室內的電控馬達的燕尾槽相連，出光靶裝置呈倒懸姿態；
②在所述的靶室外，對應於出光靶裝置的離線調節的第一平行光管201、第二平行光管202和第三平行光管203的位置設置第四平行光管401、第五平行光管402和第六平行光管403 ；③通過靶室內的電控馬達，調節所述的出光靶裝置的姿態，使所述的輔助靶105 的靶面與第六平行光管403視場中的十字刻線豎線重合，完成輔助靶105的貼面操作；④調節靶室內的電控馬達，使第一出光靶101的靶面與第四平行光管401的光軸
垂直；⑤通過電控馬達使所述的出光靶裝置沿_y方向平移，使所述的第六平行光管403 中的十字刻線豎線與所述的第四出光靶104靶面重合，即完成出光靶裝置的在線調節。
權利要求
1.一種反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置，包括一個長方形的靶架固定底板 (118)，在該靶架固定底板(118)上的一端橫向地固設有多層膜反射鏡架(112)，該多層膜反射鏡架設置多層膜反射鏡(106)，在所述的靶架固定底板(118)上自另一端至所述的多層膜反射鏡架(112)，依次的第一出光靶(101)和第二出光靶(102)縱向成列、第三出光靶 (103)和第四出光靶(104)縱向成列並通過各自的靶架和靶座縱向地列放在所述的靶架固定底板(118)上的兩條平行的直線上，所述的第一出光靶(101)和第二出光靶(102)的靶面與所述的第三出光靶(103)和第四出光靶(104)的靶面相向並處於同一高度，所述的靶架固定底板(118)通過燕尾形連杆(119)固定在調節平臺(120)上，其特徵是在所述的第四出光靶(104)和所述的多層膜反射鏡架(112)之間還設有輔助靶(105)，該輔助靶(105) 通過輔助靶架(111)和輔助靶座(117)設置在所述的靶架固定底板(118)上，所述的輔助靶(105)的主軸與所述的第一出光靶(101)、第二出光靶(102)、第三出光靶(103)和第四出光靶(104)的主軸所在的平面夾角(304)為45° 90°，所述輔助靶(105)的上端高於所述的多層膜反射鏡支架(112)的上邊緣。
2.根據權利要求1所述的出光靶裝置，其特徵在於所述的多層膜反射鏡(106)是在透明的玻璃基板上鍍Mo/Si多層膜構成的，對反射鏡雙程放大軟X射線雷射反射，該多層膜反射鏡(106)的多層膜的正面和背面都具有反射光的作用，且正面和背面的表面互相平行。
3.權利要求1所述的出光靶裝置的調節方法，其特徵在於該方法包括下列步驟一、離線調節①在所述的靶架固定底板(118)上建立直角坐標系，該靶架固定底板(118)位於yz 平面，該靶架固定底板(118)的左上角頂點為坐標原點，該靶架固定底板(118)的寬邊為y 軸方向，長邊為ζ軸方向，垂直方向為χ軸方向，在所述的第一出光靶(101)和第二出光靶 (102)的靶面的正面垂直方向，即該靶架固定底板(118)的一邊沿y方向設置第一平行光管 (201)，在所述的第三出光靶(103)和第四出光靶(104)的靶面的正面垂直方向，即所述的靶架固定底板(118)的另一邊沿_y方向設置第二平行光管(202)，在所述的靶架固定底板 (118)的一端沿ζ方向設置第三平行光管(203)；在所述的靶架固定底板(118)的上方設置顯微鏡(301)；②分別調節所述的第二出光靶(102)和第三出光靶(103)的靶託(108)和(109)以及靶平移座(114)和(115)，使第一平行光管(201)和第二平行光管(202)的光軸分別垂直於所述的第一出光靶(101)和第三出光靶(103)的靶面，進而使所述的第二出光靶(102)和第三出光靶(103)的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板(118)的平面，調節所述的顯微鏡(301)，使所述的顯微鏡(301)目鏡的十字刻線的豎線對準第二出光靶(102)與第三出光靶(103)鄰近的端點，沿-ζ方向平移所述的顯微鏡(301)設計要求的距離Z23，調節所述的第三出光靶(103)的靶託(109)，使所述的第三出光靶(103)與第二出光靶(102)鄰近的端點對準顯微鏡(301)目鏡的十字刻線豎線，通過第二平行光管(202)監測並保持所述的第三出光靶(103)的靶面與第二平行光管(202)的光軸垂直，鎖定所述的第二出光靶 (102)；③同樣的方法利用所述的顯微鏡(301)目鏡的十字刻線橫線沿y軸方向調節所述的第三出光靶(103)，使第三出光靶(103)的靶面與第二出光靶(102)的靶面的間距達到設計的靶面間距y23，鎖定第三出光靶(103)；④調節所述的第一出光靶(101)的靶託(107)以及靶平移座(113)，使第一平行光管(201)的光軸垂直於所述的第一出光靶(101)的靶面，使所述的第一出光靶(101)的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板(118)的平面，調節所述的顯微鏡(301)使所述的顯微鏡 (301)目鏡的十字刻線橫線與第二出光靶(102)的靶面重合，調節所述的第一出光靶(101) 的靶託(107)以及靶平移座(113)，使所述的第一出光靶(101)的靶面與所述的顯微鏡 (301)目鏡的十字刻線橫線重合；⑤按照步驟②的方法調節所述的第一出光靶(101)和第二出光靶(102)的兩鄰近靶端之間距達到設計的靶端間距為Z12，鎖定第一出光靶(101)；⑥調節所述的第四出光靶(104)的靶託(110)以及靶平移座(116)，使第二平行光管(202)的光軸垂直於所述的第四出光靶(104)的靶面，進而使所述的第四出光靶(104)的靶面處於垂直於所述的靶架固定底板(118)的平面，調節所述的顯微鏡(301)，使所述的顯微鏡(301)目鏡的十字刻線橫線與第三出光靶(103)的靶面重合，調節所述的第四出光靶 (104)的靶託(110)以及靶平移座(116)，使所述的第四出光靶(104)的靶面與所述的顯微鏡(301)目鏡的十字刻線橫線重合；⑦按照步驟②的方法調節所述的第三出光靶(103)和第四出光靶(104)的兩鄰近靶端之間距達到設計的靶端間距為Z34，鎖定第四出光靶(104)；⑧利用第二平行光管(202)調節所述的輔助靶靶託(111)和輔助靶平移座(117)，使所述的輔助靶(105)的靶面與第二平行光管(202)的光軸垂直，使所述的輔助靶(105)的靶面與所述的第四出光靶(104)的靶面和第三出光靶(103)的靶面處於同一垂直於所述的靶架固定底板(118)的平面，利用第二平行光管(202)和顯微鏡(301)調節所述的輔助靶平移座(117)沿_y方向移動，使所述的輔助靶(105)的靶面相對於所述的第四出光靶(104) 的靶面間距y45為50 100 μ m，鎖定所述的輔助靶(105)；⑨利用所述的第三平行光管(203)調節所述的多層膜反射鏡(106)的反射鏡架(112)， 使所述的多層膜反射鏡(106)的多層膜背面與所述的第三平行光管(203)的光軸垂直，根據所述的第三平行光管(203)目鏡上的十字刻線豎線與角度的對應關係，繞χ軸逆時針方向轉動所述的多層膜反射鏡架(112)到設計的角度θ，進而使所述的多層膜反射鏡(106) 工作面與理論計算出的軟X射線雷射出光的方向垂直，完成出光靶裝置的離線調節；二、在線調節①把完成離線調節的出光靶裝置的燕尾形連杆(119)與靶室內的電控馬達的燕尾槽相連，出光靶裝置呈倒懸姿態；②在所述的靶室外，對應於出光靶裝置的離線調節的第一平行光管(201)、第二平行光管(202)和第三平行光管(203)的位置設置第四平行光管(401)、第五平行光管(402)和第六平行光管(403)；③通過靶室內的電控馬達，調節所述的出光靶裝置的姿態，使所述的輔助靶(105)的靶面與第六平行光管(403)視場中的十字刻線豎線重合，完成輔助靶(105)的貼面操作；④調節靶室內的電控馬達，使第一出光靶(101)的靶面與第四平行光管(401)的光軸垂直；⑤通過電控馬達使所述的出光靶裝置沿-y方向平移，使所述的第六平行光管(403)中的十字刻線豎線與所述的第四出光靶(104)靶面重合，即完成出光靶裝置的在線調節。
全文摘要
一種反射鏡雙程放大軟X射線雷射出光靶裝置及調節方法，特點是在第四出光靶與多層膜反射鏡之間增加一個輔助靶，輔助靶傾斜粘接在相應的輔助靶託上，使所述輔助靶的上端高過多層膜反射鏡支架上邊緣所在的平面。靶室在線調節過程中，通過平行光管觀察輔助靶位置可以間接知道各出光靶之間的排布情況，通過對輔助靶的操作來達到可以調節出光靶的目的。本發明有效地解決了靶場在線調節過程中多層膜反射鏡遮擋其後面第六平行光管的視線問題，並且可以通過第六平行光管對出光靶裝置的姿態進行有效地實時監測。實驗表明，本發明出光靶裝置還具有調節方便、穩定性好、調節精度高的特點。
文檔編號H01S4/00GK102510003SQ20111043404
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者孫今人, 安紅海, 方智恆, 熊俊, 王世績, 王琛 申請人:上海雷射等離子體研究所