今年五月，由來(lái)德國(guó)Desy，美國(guó)APS和德國(guó)馬克斯普朗克研究所的研究團(tuán)隊(duì)在Journal of Synchrotron Radiation發(fā)表了一篇名為：“IRIXS Spectrograph: an ultra high-resolution spectrometer for tender RIXS”。

在文中，作者介紹了Ru L3-edge IRIXS 光譜儀及其操作方法，通過(guò)光線追蹤進(jìn)行了說(shuō)明，并提供了其測(cè)試性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)選用了橫向漸變鍍膜的拋物面Montel反射鏡，并結(jié)合準(zhǔn)直和色散多晶光學(xué)器件。這種設(shè)置使進(jìn)入光譜儀的光子具有 11 μrad meV-1  的大能量色散率，然后使用第二個(gè) Montel 反射鏡將其轉(zhuǎn)換為實(shí)際空間坐標(biāo)到位置敏感檢測(cè)器 (PSD) 上。

IRIXS 光譜儀在單次拍攝中捕獲 120 meV 光譜窗口，具有出色的吞吐量。結(jié)合新型窄帶寬 (30 meV FWHM) 無(wú)色散嵌套四反射高分辨率單色器，光譜儀的整體能量分辨率優(yōu)于 35 meV FWHM 。

德國(guó)DESY，PETRA II同步輻射P01線站IRIXS Spectrograph儀器的布局圖及實(shí)物圖

作者選用的部分X射線核心組件解析：

1. X射線Montel鏡片

Montel 反射鏡由兩個(gè)獨(dú)立的拋物面多層反射鏡組成，沿其邊緣以 L 形配置正交連接，如上圖所示。對(duì)多層膜的周期，一個(gè)明確的橫向梯度保證了入射光線沿反射鏡的長(zhǎng)度隨入射角的變化而得到等效的布拉格反射。因此，Montel 反射鏡在垂直和水平方向上收集和準(zhǔn)直來(lái)自點(diǎn)源的相對(duì)大立體角的散射 X 射線（或者，如果在反向幾何中使用，則交替聚焦良好準(zhǔn)直的光束）。MC和MF 反射鏡(位于探測(cè)器前端)分別由德國(guó)A公司和 Incoatec GmbH 制造，并在2840eV的Ru L3邊緣附近工作。它們一般接受超過(guò) 30 mrad*30 mrad 的散射輻射并將光束準(zhǔn)直到大約 100 mrad*100 mrad。完整的制造商規(guī)格列于下表中。

2840eV Montel鏡片參數(shù)表：

2. 位置靈敏探測(cè)器（PSD）

由于光譜的設(shè)計(jì)要求位置靈敏探測(cè)器需要放置在能量光譜的焦平面，這個(gè)面位于出射聚焦束的2°位置。 德國(guó)greateys公司為IRIXS定制為一款A(yù)LEX探測(cè)器以滿足實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)苛要求。ALEX搭載的是一款全幀、硅CCD芯片，像素?cái)?shù)為：2048*2064，像素尺寸為：15μm*15μm，同時(shí)sensor與法蘭面是90°垂直的。同時(shí)非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是這款芯片在光束入射方向沒(méi)有陶瓷邊框，使得光子可以直接打在CCD上，整個(gè)CCD都是有效探測(cè)區(qū)域。

如下是ALEX相機(jī)的主要特點(diǎn)：

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