张硕 崔伟 金海 陈六彪 王俊杰 伍文涛 吴秉骏 夏经铠 宋艳汝 杨瑾屏 翁祖谦 刘志†

1)(上海科技大学,大科学中心,上海 201210)

2)(清华大学天文系,北京 201203)

3)(中国科学院理化技术研究所,北京 100190)

4)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050)

低温X射线能谱仪兼具高能量分辨率、高探测效率、低噪声、无死层等特点,能量分辨率与X射线入射方向无关,在暗弱的弥散X射线能谱测量方面具有明显优势.基于同步辐射及自由电子激光的先进光源线站、加速器、高电荷态离子阱、空间X射线卫星这类大科学装置的快速发展对X射线探测器提出了更高要求,因而低温X射线能谱仪被逐步引入到APS,NSLS,LCLS-II,Spring-8,SSNL,ATHENA,HUBS 等大科学装置与能谱测量相关科学研究中.本文从低温X射线能谱仪的工作原理及分类、能谱仪系统结构、主要性能指标以及国内外大科学装置研究现状及发展趋势等方面作简要综述.

1 引 言

X射线谱学是一种重要的分析手段,通过X射线发射谱、吸收谱、拉曼光谱及谱线移动等可以分析材料的元素种类、价态、分布乃至运动状态.应用场景涵盖实验室级别材料分析、先进光源等大科学装置的材料分析、空间X射线天文学等.能量分辨率和探测效率是X射线能谱仪两个最为重要的参数,传统的能量色散型能谱仪及波长色散型能谱仪在这两个参数上无法兼得,因此在进行部分测量时,灵敏度无法进一步提升.低温X射线能谱仪兼具高能量分辨率、高探测效率、低噪声、能量分……