真空紫外(VUV)分光光度计
| 紫外/真空紫外(UV/VUV)分光光度计系统是应用于紫外/真空紫外(UV/VUV)光谱波段范围的生产和测试高级关学组件,人们对它的研究长达二十多年。目前的系统是基于德国汉诺威激光中心研发的原型分光光度计,它起初被发展用于光学薄膜工艺的分析任务。在世界上十多个公司和研究所的生产阶段,系统的测量性能被发展并改良到突出的水平,使分光光度计能满足常规的质量管理和研究中的应用。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
技术数据 | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
考虑到目前为一些工业机构以及研究所装配该系统的经验,下列各项规格是可达到的(采用低运行时间氘灯):
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紫外/真空紫外(UV/VUV)分光光度计的描述 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
图一所示为紫外/真空紫外(UV/VUV) 分光光度计标准配置图。整个装置包括三个主要部分:灯室、单色仪以及样品室。系统由无油真空泵浦源、泵浦电〓源和载物台构成,其中泵浦源由一个涡轮泵和一个隔膜泵组成。更具体地说,在图一右边装有两个氘灯(D2),它可以通过调节镜片的位置来进行选择。 灯的不同出窗,MgF2 和 石英 ,可提供不同的光谱范围。MgF2窗和石英窗分别提供115nm到230nm和155nm到310nm的光谱范围。光谱上限被光栅的二级衍射所限制。在进入单色仪之前辐射光被聚焦到具有100µm宽度的入射狭缝上。色散元件由镀铝保√护层的凹面全息光栅构成。光栅在100nm到300nm波段范围内具有 足够高的衍射效率。凹面光栅使入射狭缝出射的光成像于出射狭缝上。这三个元件按照Seya-Namioka结构组装。波长选择通过简单地转动光栅实现。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 图一:分光光度计的原理图 光经过镜2后,校准光束通过样品室。光路中的偏振模块为研究提供S-和P-偏振光(可选),图二中所示的起偏器可在0° 到 270°范围内旋转。光经过样品室后,一个分光片把部分光反射到参考探测器,其余的光经过样品后进入信号探测器。附加的参考探测器对灯源强度波动或可能存在的漂移所带来的测量信号误差进行修正。 作为典型的光信号探测器,CCD阵列,光电倍增管(PMT),微通道板(MCP)以及二极管等均在可选之列。对于本设备,参考探」测器和信号探测器均选择真空紫外优化的光电倍增管(PMT),它能够在小于400nm的光谱范围提供很高的探测灵敏度。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
图二:ROCHON构造中的起偏器: 另外,为修正通过厚或者倾斜样品的光束路径,信号光电倍增管的高度和角度位置是可调的。样品底座的基本原理基于精确的四轴配置系统,它能在所有的笛卡儿坐标方向移动并能通过旋转来改变入射角度。结合可移动的信号光电倍增管和样品底座它可直接用探测反射光的方法测量光学元件的特性。 整个系统的真空腔可以抽空至大约<5 ×10-5毫巴范围。或者用充入氮气(N2)的方法避免氧分子的吸收和其它化学物质对腔体内部表面的污染. | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
紫外/真空紫外分光光度计的规格 原理: 带氘灯和光栅的单色器作为光源, 双氘灯可选,用光电倍增管(PMT)同时探测参考信号和样品信号,分光镜用于分离出部分参考信号。 样品固定装置:具有独立通道,阀门,四点定位旋转支架的真空室,一个位置用于100%校准,样品底座直径可达 单色器:电脑控制的带单个全息光栅的单色器,其独立的单色器腔由MgF2窗或者线性闸门阀(linear gate valve)与样品室真空隔离。 光源,探测器:30W氘灯或者带SiO2和MgF2窗可选的※双灯,用于参考板和信号板的侧面光电倍增,头部光电倍增可选。 控制系统:步进电机式光栅,样品底座和x-,y-可调的光电倍增,IBM兼容的PC机,windows 程序。 真空系统:带前置泵的涡轮分子泵 (跟据应用,可选配■旋转,滚动或者薄膜型),单色仪和样品室的真空监测系统. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
基础系统的扩展 辐射测量偏振状态的不同选项,样品底座类型,样品位置和入射角度几何扫描方式,多种样品支架和真空系统构造可根据需要进行相应的选择,安装:
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