[發明專利]一種Schwarzschild物鏡焦平面定位裝置及定位方法

有效

• 申請號: 201611240849.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106769883B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 李文斌;徐海釗;張哲;王占山
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種Schwarzschild物鏡焦平面定位裝置及定位方法，所述定位裝置包括：LED照明組件，產生LED光并聚焦；樣品移動組件，設置于LED照明組件和Schwarzschild物鏡之間；鋁薄膜樣品，固定于樣品移動組件上，用于承受激光等離子體光源聚焦輻照損傷和LED光背光照明；反射組件，與真空連接管連接，并插入真空連接管內；探測組件，與真空連接管連接，用于根據所述反射組件反射的光路進行鋁薄膜樣品成像，確定Schwarzschild物鏡的焦平面，所述探測組件和反射組件位于真空連接管的兩側；計算機，分別連接樣品移動組件和探測組件，控制樣品移動組件的運動，并接收探測組件的成像信號。與現有技術相比，本發明具有定位精度高，實驗效率快等優點。

技術領域

本發明涉及薄膜材料極紫外輻射損傷領域，尤其是涉及一種Schwarzschild物鏡焦平面定位裝置及定位方法。

背景技術

在薄膜材料極紫外輻射損傷實驗中，基于激光等離子體光源與Schwarzschild(施瓦茲希爾德)物鏡相結合的方法搭建了一套薄膜材料極紫外輻射損傷實驗平臺，該實驗平臺中的Schwarzschild物鏡工作在極紫外波段，數值孔徑為0.2，放大倍率為20，焦深為20μm。為了將實驗樣品精確地放置于Schwarzschild物鏡焦平面上，以獲得最大的極紫外光能量密度，這就需要搭建一套精確定位Schwarzschild物鏡焦平面的裝置。由于Schwarzschild物鏡的焦深僅為20μm，因此，要求實驗樣品在Schwarzschild物鏡焦平面的定位誤差在5μm范圍以內。

目前，國外定位Schwarzschild物鏡焦平面通常采用以下兩種方法：刀口法測像面光斑大小和LiF色心實驗確定焦平面。文獻“Evaluation of the opticalcharacteristics of the Schwarzschild x-ray objective”(Yoshinori Iketaki,Yoshiaki Horikawa,Shouichirou Mochimaru,and Koumei Nagai.OPTICS LETTERS.1994,19(23):1804-1806)公開了刀口法測像面光斑大小方法，具體是在沿橫切光束傳播方向上，利用刀口的邊緣的平移來逐步地遮蔽光束，通過測量透過Schwarzschild物鏡的激光強度大小，得到刀口邊緣的位置函數，對該函數一階求導就可以得到光束橫截面的分布信息，由此確定Schwarzschild物鏡像面光斑大小，并通過測量不同焦深位置處的光斑大小來定其聚焦平面位置。文獻“Formation and direct writing of color centers in LiF usinga laser-induced extreme ultraviolet plasma in combination with aSchwarzschild objective”(Frank Barkusky,Christian Peth,and Klaus Mann.Reviewof Scientific Instruments.2005.76:105102-1-105102-5)公開了LiF色心實驗，具體是沿光束傳播方向移動LiF樣品，在不同焦深位置處對其進行激光輻照損傷實驗，LiF材料受激光輻照損傷后其表面會產生色心，利用熒光共聚焦顯微鏡可以觀測到LiF樣品的色心產生的可見光光斑大小，通過分析其色心光斑大小的變化趨勢來確定Schwarzschild物鏡焦平面的位置。