射线聚焦镜

毛细管聚焦的微束X射线衍射仪及其应用研究邵金发，程琳*（北京师范大学核科学与技术学院，射线束技术教育部重点实验室 100875）摘要随着自然科学的不断进步，诸多领域都朝着微观层面发展，人们对物质的分析随之深入到微区范畴。微束X射线衍射分析技术是一种无损分析微小样品或样品微区物相结构的有利工具，凭借着无损、微区、空间分辨率高等特点被应用于诸多领域中。本实验室将毛细管X射线聚焦技术与X射线衍射分析技术相结合，自行设计研发了一种新型毛细管聚焦的微束X射线衍射仪。它利用毛细管X光透镜的特点，将X射线源发出的X射线束会聚到微米量级，从而实现对小样品或者样品微区的物相分析，为解决金属文物、陶瓷文物等的无损微区物相分析提供了解决方案。1. 引言微束X射线衍射(micro-X-ray diffraction，µ-XRD)是一种可靠的、无损的物相结构分析技术，已被广泛应用于生物化学、材料科学、地球科学、应力分析等领域[1-6]。目前获得微束入射X射线的方法主要有准直器限束和X射线光学器件聚焦两种。通过准直器限束获得微束入射X射线是最早在微束X射线衍射仪中使用的方法，具体为采用准直狭缝或小孔作为光阑放置在入射光路上，用以减小入射X射线的发散度。但是与此同时，入射光束的强度会因为物理阻挡而降低，导致获得的衍射信息变弱，难以达到理想的分析效果[3,4]。而多毛细管X光透镜利用X射线全反射原理，可将在空心毛细管内表面上的多次全反射的X射线会聚于一焦点。因此可以以较大的角度收集从X射线源产生的X射线，且会聚后X射线的束斑大小可低至几十微米。同时，毛细管X光透镜对Cu-Kα的能量有高达2-3个数量级的放大倍数[7]，且具有低的发散度，非常适合微小样品和样品微区物相结构无损分析的研究。目前德国Bruker公司生产的D8系列X射线衍射仪通过添加一个由微焦点X射线源和多毛细管X光透镜集成的附加模块实现μ-XRD分析的功能[8]；意大利LANDIS实验室开发了一个集成多毛细管半透镜的μ-XRD衍射[9,10]仪。但由于仪器均缺乏二维、三维自动控制平台，难以实现样品微小测量点的准确定位，更无法实现样品微区的二维μ-XRD分析。面向微小样品和样品微区µ-XRD分析的需求，本实验室自行设计和开发一种新型的微束X射线衍射仪以及相应的计算机控制程序，并且开展了相关分析方法学的研究。2. 仪器组成本实验室设计的毛细管聚焦的微束X射线衍射仪外观如图1所示，其主要由微焦斑X射线管（Cu靶，焦斑大小50 μm×50 μm）、毛细管X光透镜（Cu-Kα能量处束斑大小为100 µm）、接收狭缝、SDD X射线探测器（5.9keV时能量分辨率为145eV，铍窗有效面积25 mm2）、具有20倍放大功能的1400万像素固定焦距CCD摄像头、测角仪，XYZφ四维样品台，以及在LabVIEW语言环境下开发的仪器控制程序等部分组成。图1 微束X射线衍射仪的外观图控制程序的主界面具有微区X射线衍射分析和微区能量色散X射线荧光（micro energy dispersive X-ray fluorescence，μ-EDXRF）分析两种模式，如图2所示。谱图显示区域在探测过程中实时显示X射线探测器探测到的谱图。此外，该仪器使用的高精度自动化三维运动平台可以满足微区的二维μ-XRD分析的需求，以便实现对感兴趣区域内物相分布的分析等相关问题。图2 微束X射线衍射仪控制程序的主界面与Si (4 0 0)的X射线衍射图3. 实验分析3.1 氮化钛薄膜的分析薄膜具有强大的性能，但同时也会因为各种内部或者外部因素而发生失效。因此，薄膜微观区域特征的变化对宏观尺度特征的研究具有重要的作用。本文选择TiN薄膜作为研究对象，以期了解薄膜中TiN晶相生长的择优取向并对其进行快速评估。该TiN薄膜的是利用金属真空蒸汽电弧离子源（MEVVA）先进行离子注入，再经磁过滤真空阴极电弧沉积系统（FCVA）气相沉积而成。被测样品如图3所示，A部分和B部分是TiN薄膜，C部分为304不锈钢衬底，其中A部分更靠近整个样品的边缘，感兴趣的区域标识在中间的矩形条框中（0.5 mm×5.0 mm）。由于图中各部分形状不规则，易被常规X射线仪器的射线束无差别的覆盖，因此在这里进行微区分析十分必要。图3 TiN薄膜与304不锈钢衬底以及被测位置图片在μ-EDXRF分析模式下，X射线管电压为30 kV，管电流为0.5 mA，X射线束与样品表面的夹角θ1和X射线探测器铍窗的中心线与样品表面的夹角θ2均为45°，探测器探测活时间为60 s，测量得到的μ-EDXRF光谱见图4。同时，选择如图3中所示的感兴趣区域，使用微束X射线衍射仪进行µ-EDXRF二维扫描分析。扫描步距为50 μm，每个点的测量条件与μ-EDXRF分析保持一致，每步的探测活时间为500 ms。经过数据处理，得到扫描区域内各元素的分布如图5所示。在µ-XRD分析模式下，X射线管的设置与µ-EDXRF分析模式下相同，测角仪2θ范围为10°~120°，步距角为0.1°，每步的探测活时间为1 s，测量得到的X射线衍射图谱如图6所示。图4 TiN薄膜测量点的μ-EDXRF光谱图5 TiN薄膜扫描区域中Fe和Ti元素的分布图6 TiN薄膜测量点的μ-XRD图从图4可以看出，TiN薄膜测量点a和b的主要荧光峰来自Ti元素，同时，测得的304不锈钢衬底的主要合金元素为Fe、Ni和Cr。通过荧光峰的强度可知，a点Fe与Cr的相对含量较b点高，而b点Ti的相对含量较a点高，即b点处沉积了更多的Ti。从图5中可以看出，从中部到边缘位置Ti的含量发生了明显的改变，这主要受沉积束流在304不锈钢衬底上的覆盖面积所影响，而这种含量的改变与薄膜物相的变化有一定的联系。图6的测量结果表明，在该TiN薄膜中TiN所呈现的取向分别为（1 1 1）、（2 0 0）、（2 2 0）和（3 1 1）。在a点中最强的衍射峰来自于TiN的（2 2 0）晶面；在b点中TiN的（1 1 1）晶面呈现为最强，而（2 2 0）晶面消失了。结合图5中的元素分布可知，Ti的含量在物相变化的过程中起到了重要作用，随着沉积Ti的增加，膜内积聚的内压力促进了相变。因此，使用本微束X射线衍射仪可以实现对TiN薄膜，尤其是镀在微小零件上的薄膜的定点性能监测。同时，借助本微束X射线衍射仪，可从元素组成、元素分布、物相组成几方面对薄膜的微区进行表征。可以帮助认识了薄膜微区的性质，并为宏观的薄膜失效或者薄膜强化提供了研究数据。3.2 清代红绿彩瓷的分析为了评估本仪器对样品微区进行物相二维μ-XRD分析的能力，选取一片清代红绿彩瓷的残片作为研究对象。调节样品台使样品表面感兴趣区域清晰呈现在CCD图像中，并通过鼠标在控制界面的CCD视野中选择具体的目标扫描区域（图7）。选择图7中A（白釉），B（红彩）和C（绿彩）进行μ-XRD分析。µ-XRD分析的测量条件与上文保持一致，所得μ-XRD图如图8所示。从图8中可以看出，A点白釉XRD谱图在15 °~35 °之间出现一个驼峰，这是白釉在高温烧制过程中形成的非晶相所致；同时，经过对比ICCD PDF卡，A点白釉中主要存在的晶相为钾长石KAlSi3O8 (PDF 25-0618)、石英SiO2 (PDF 46-1045)和莫来石3Al2O32SiO2 (PDF 15-0776)等；B点红彩中主要存在的晶相为Fe2O3 (PDF 47-1409)和石英SiO2（PDF 46-1045)等；C点绿彩中主要存在的晶相为Pb8Cu(Si2O7)3 (PDF 31-0464)等。图7 清代红绿彩瓷残片与感兴趣区域图片图8 红绿彩中白釉、红彩和绿彩的μ-XRD图此外，选择如图7中2 mm×2 mm的感兴趣区域，使用微束X射线衍射仪进行µ-XRD二维扫描分析。该区域被划分为21×21个被测试点，扫描步距为100 µm，每个点的测量条件为：X射线管电压为30 kV，电流为0.5 mA，2θ探测范围为24.5°到30.5°，步距角为0.3°，每步探测活时间为0.8 s。由此得到的扫描总谱经数据处理得到的晶相分布图如图9所示。图9 扫描区域中Pb8Cu(Si2O7)3、3Al2O32SiO2、KAlSi3O8和Fe2O3的晶相分布4. 结论本实验室将毛细管X光透镜技术与X射线衍射分析技术相结合，设计和研发成一种新型微束Ｘ射线衍射仪。该微束Ｘ射线衍射仪具备无损分析微小样品和样品微区的物相结构的能力，且能实现样品微区中感兴趣区域的μ-XRD二维扫描。同时，该仪器还可实现样品的μ-EDXRF分析和μ-EDXRF二维元素分析，可为物相结构的研究提供了元素种类的参考信息，扩展了微束Ｘ射线衍射仪的功能。因此，其在材料科学、地球科学和文物保护等领域有着广泛的应用前景。 参考文献[1] Lin C , Li M , Youshi K , et al. 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毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪及其应用研究邵金发，侯禹存，程琳*（北京师范大学核科学与技术学院，射线束技术教育部重点实验室 100875）摘要随着科技的发展，人们对物质的分析慢慢深入到微区领域。而微束能量色散X射线荧光作为一种高灵敏、高精度的元素分析技术，已然成为物质微区分析的有利工具。本实验室将毛细管X射线聚焦技术与能量色散X射线荧光分析技术相结合，自行设计研发了一种新型毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪。该谱仪在利用毛细管X光透镜的特点将X射线源发出的X射线束会聚到微米量级的同时，基于激光位移传感器开发了自动调整样品测量点到透镜出口端距离的闭环控制系统，有效的减少由于样品表面不平整或弧度带来的测量误差，弥补了现有微束Ｘ射线荧光谱仪在此方面的不足。因此，该微束Ｘ射线荧光谱仪为表面不平整文物样品的无损微区元素分析提供了解决方案。1. 引言微束能量色散X射线荧光光谱（Micro-energy dispersive X-ray fluorescence， µ-EDXRF）分析技术因其快速、准确、无损分析等优点，被广泛应用在考古、地质、环境、材料、生物等科学领域[1-8]。目前，基于实验室光源以获得微束入射X射线的方法主要有准直器限束和X射线光学器件聚焦两种。通过准直器限束获得微束入射X射线是最早在微束X射线荧光谱仪中使用的方法，具体为采用准直狭缝或小孔作为光阑放置在入射光路上，用以减小入射X射线的发散度。但与此同时，入射光束的强度会因为物理阻挡而降低，从而导致获得的特征X射线信息减弱。而多毛细管X光透镜利用X射线全反射原理，可将在空心毛细管内表面上的多次全反射的X射线会聚于焦点。因此可以实现以较大的角度收集从X射线源产生的X射线，且会聚后X射线的束斑大小可低至几十微米。同时，毛细管X光透镜对Cu-Kα的能量有高达2-3个数量级的放大倍数[9]，且具有低的发散度。同时，可以将基于毛细管聚焦的微束能量色散X射线荧光分析技术与大面积扫描相结合，实现微米级表面结构和元素分布的分析测定。目前国内外存在部分商业化的微束X射线荧光谱仪，其中美国EDAX公司生产的Orbis系列微束X射线荧光谱仪，适用于部分地质和考古样品测试的[10]；德国Bruker公司生产的M4 Tornado可移动式微束X射线荧光谱仪，适用于实验室或博物馆内各类样品的研究[11]。但由于部分文物样品表面并不平整或存在较大的弧度，若不对相对位置进行修正，这将使得样品测量点与毛细管Ｘ光透镜出口端的距离在测量过程中发生改变，从而影响测量结果的准确性和元素区域扫描的分辨率[12]。为解决上述问题，本实验室自行设计和开发一种新型的微束X射线荧光谱仪以及相应的计算机控制程序，并且开展了相关分析方法学的研究。2. 仪器组成本实验室设计的毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪结构示意图如图1所示，其主要由微焦斑X射线管（Mo靶，焦斑大小50μm×50μm，德国Röntgen公司）、毛细管X光透镜（Mo-Kα能量处束斑大小为31µm）、SDD X射线探测器（5.9keV时能量分辨率为145eV，铍窗有效面积25mm2）和PX5多道分析器、精度为20µm的激光位移传感器、激光笔、具有20倍放大功能的1400万像素固定焦距CCD摄像头、高精度XYZ三维样品台，以及在LabVIEW语言环境下开发的仪器控制程序等部分组成。仪器控制软件主要包括探测系统控制界面、X射线源高压控制界面、机械运动系统控制界面、CCD图像采集控制界面和氦气控制界面构成。其中主界面包含了各个控制功能系统的一些主要控制命令及输出，如图2所示。谱图显示区域在探测过程中实时显示X射线探测器探测到的谱图。此外，该仪器使用的高精度自动化三维运动平台可以满足微区的二维μ-EDXRFF分析的需求，以便实现对感兴趣区域内元素分布的分析。图1 微束X射线荧光谱仪的结构示意图图2 微束X射线荧光谱仪控制程序主界面3. 实验分析3.1 清代红绿彩瓷的分析为了评估本仪器对样品微区进行元素二维扫描分析的能力，选取一片清代红绿彩瓷的残片作为研究对象（图3）。选取图3中A（白釉）、B（红彩）、C（绿彩）进行微区的元素组成分析。实验测量时，X射线管电压40 kV，电流0.6 mA，探测活时间300 s。样品A（白釉）、B（红彩）、C（绿彩）三点的微束X射线荧光分析的能谱如图4所示，彩料中各元素化学成分采用基本参数法进行定量分析，所得的数据如表1所示。图3 清代红绿彩瓷残片与感兴趣区域图片图4 红绿彩中白釉、红彩和绿彩的μ-EDXRF光谱表1 白釉、红彩和绿彩的化学成分（质量分数，%）此外，选择如图3中2mm×2mm的感兴趣区域，使用微束X射线荧光谱仪进行µ-EDXRF二维扫描分析。进行µ-EDXRF二维扫描分析时，X射线管电压为40 kV，电流为0.6 mA，扫描步距为30 µm，每个点探测时间为1.5 s，扫描数据经软件处理得到如图5所示的元素分布图。图5 扫描区域内Pb、K、Fe、Ca、Cu、Al、Mn、Si元素的分布3.2 吉州窑古陶瓷的分析为评估本仪器对表面存在大弧度的样品进行微区元素二维扫描分析的能力，选取一片吉州窑古陶瓷的残片作为研究对象（图6）。实验开始前调节平移台使样品表面感兴趣区域清晰呈现在CCD图像中，并通过鼠标在控制界面的CCD视野中选择具体的目标扫描区域。选取图6中大小为10mm×10mm的区域进行元素二维扫描分析。µ-EDXRF二维扫描分析的测量条件与上文相同。同时，为验证本仪器“源-样”距离自动控制系统对测量结果的影响，分别在开启和关闭“源-样”距离自动控制系统的条件下进行元素二维扫描分析，扫描数据经软件处理得到如图7所示的元素分布图。图6 吉州窑古陶瓷样品与扫描区域图片图7 扫描区域内K、Ca、Zn、Fe元素分布图。a）关闭“源-样”距离自动控制系统，b）开启“源-样”距离自动控制系统通过图7与图6的比较可知，在关闭“源-样”距离自动控制系统的情况下进行µ-EDXRF二维扫描时，由于样品表面的弯曲，样品测量点与毛细管X光透镜出口端之间的距离发生变化，使得X射线光束的焦点无法与样品测量点重合。这导致测得元素分布图空间分辨率变差，同时生成的图像发生了扭曲。相反，当打开“源-样”距离自动控制系统进行测量时，由于该系统可实时调整平移台使X射线束准确照射在样品测量点上，显著降低由于样品表面弯曲带来的偏差。极大的改善了测量结果，表明该仪器在不平整样品的µ-EDXRF二维扫描中具有重要的应用价值。4. 结论本实验室将毛细管X射线聚焦技术与能量色散X射线荧光分析技术相结合，设计和研发了一种新型毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪。该微束X射线荧光谱仪在具备无损分析微小样品和样品微区的元素分布能力的同时，其基于激光位移传感器开发的“源-样”距离自动控制系统可实时调整样品测量点到透镜出口端距离，显著降低了由样品表面不平整或弧度带来的测量偏差，弥补了现有微束Ｘ射线荧光谱仪在此方面的不足。因此，其在材料科学、地球科学和文物保护等领域有着广泛的应用前景。参考文献[1] 戴珏,吴奕阳,张元璋,等.能量色散X射线荧光光谱法在检测仿真饰品中有害元素的应用[J].上海计量测试,2018,45(04):34-35.[2] 陈吉文,倪子月,程大伟,等.基于EDXRF的土壤中痕量镉的快速检测方法研究[J].光谱学与光谱分析,2018,38(08):2600-2605.[3] 陈曦,周明慧,伍燕湘,等.能量色散X射线荧光光谱仪在稻米中镉含量测定的应用研究[J].食品安全质量检测学报,2018,9(10):2331-2338.[4] 蒯丽君. 化学前处理—能量色散X射线荧光光谱法应用于矿石及水体现场分析[D].中国地质科学院,2013.[5] Rathod T, Tiwari M, Maity S , et al. 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Characterization of X-ray polycapillary optics by LiF crystal radiation detectors through confocal fluorescence microscopy[J]. Optical Materials, 2016, 58: 398-405.[10] Moradllo M K, Sudbrink B, Hu Q, et al. Using micro X-ray fluorescence to image chloride profiles in concrete[J]. Cement & Concrete Research, 2016:S0008884615300636.[11] Ramos I. Pataco I M, Mourinho M P, et al. Elemental mapping of biofortified wheat grains using micro X-ray fluorescence[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2016.[12] Ricciardi P，Legrand S，Bertolotti G, et al. Macro X-ray fluorescence (MA-XRF) scanning of illuminated manuscript fragments: potentialities and challenges[J]. Microchemical Journal, 2016, 124:785-791.*通讯作者程琳，工学博士，美国加州大学尔湾分校访问学者。现任职于北京师范大学核科学与技术学院，教授，博导。长期从事毛细管聚焦的微束X射线分析技术的研究及相关设备的研发；目前已经成功研发出国内首台毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪和毛细管聚焦的X射线衍射仪等设备并开展相关的分析技术及应用研究；作为项目负责人已经承担多项国家自然科学基金、北京市自然科学基金和北京市科技计划项目等,国家自然科学基金评审专家、北京市高新技术企业评审专家和X-ray spectrometry等国际刊物审稿人。e-mail: chenglin@bnu.edu.cn

2022年8月27日，在太原举行的第二届中国空间科学大会上，来自中国科学院国家天文台的研究人员发布了 EP-WXT 探路者的首批在轨实测结果。该设备是爱因斯坦探针（EP）卫星宽视场X射线望远镜（WXT）的一个实验模块，于北京时间2022年7月27日搭载由中科院微小卫星创新研究院抓总研制的空间新技术试验卫星（SATech-01）发射升空。该项实验旨在开展一系列在轨测试和观测实验，为未来EP-WXT尽早开展科学运行奠定基础。EP卫星是由中科院主导的卫星，欧洲空间局和德国马普地外物理研究所参与合作，计划于2023年底发射。该仪器采用了先进的微孔龙虾眼X射线聚焦成像技术，观测视场可达340平方度（18.6度x18.6度），是国际上首个宽视场X射线聚焦成像望远镜。相比国际上其它X射线聚焦成像望远镜，其视场大小提高了100倍左右。截至目前，仪器已开展了为期4天的在轨测试观测，成功获得了一批天体的真实X射线实测图像和能谱。这是国际上首次获得并公开发布的宽视场X 射线聚焦成像天图。仪器的关键器件包括36片微孔龙虾眼镜片组成的X射线聚焦镜组件和4片大阵列CMOS传感器组成的焦面探测器，均为我国自主研发。这也是首次将CMOS传感器应用于空间X射线天文探测。EP卫星将搭载12个相同的 WXT望远镜模块，总视场可达3600多平方度。科学家利用该仪器首先观测了银河系中心天区（图1）。结果显示，单次观测就能够同时探测到多个方向上的X射线源，包含了恒星级质量黑洞和中子星。观测也捕捉到一个X射线辐射增亮数倍的中子星X射线双星（图2左）。同时，从数据中还能获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息，以及天体的X 射线能谱。观测结果与仿真结果（图2右）相比高度一致。该仪器也观测了银河系的近邻星系——大麦哲伦云（图3），单次观测即可覆盖整个星系，同时探测到包含黑洞和中子星的多个X射线源。通过未来更多的观测，宽视场望远镜将能高效地监测天体的X射线光变，预期将发现新的暂现源。图4展示了对著名的天鹅座超新星遗迹的成像结果，表明了龙虾眼望远镜对弥散源的成像能力。对超新星遗迹Cas A的观测，则充分展示了CMOS探测器优秀的X射线能谱分辨率（图5）。仪器还探测到距离8.14亿光年的遥远类星体的X射线，证明其对较暗弱的X射线源的探测能力（图6）。初步测试结果表明，仪器功能正常，为满足EP宽视场望远镜的科学需求奠定了坚实的基础。EP卫星首席科学家、中科院国家天文台袁为民博士表示，“这些结果十分激动人心，表明我们的仪器能够获得预期科学数据，为此我们付出了十多年的努力。我对未EP的科学能力充满信心“。国际上该领域著名专家，英国莱斯特大学P. O’Brien教授和R. Willingale教授表示：“WXT的首光结果令人印象深刻。这是第一个宽视场X射线聚焦望远镜，创造了一个新记录。… … 几十年来，我们一直在期待一个真正的宽视场软X射线望远镜，EP-WXT探路者的成功运行令人振奋。这项技术将对X射线天空的监测带来变革性的推动，这项试验也表明了EP卫星巨大的科学潜力。”该仪器由中科院国家天文台和中科院上海技术物理研究所联合研制，国家天文台X射线成像实验室于2011年开始研发龙虾眼X射线成像技术，与北方夜视技术股份有限公司开展密切合作，联合研发核心微孔光学器件，器件由北方夜视提供。中科院国家空间科学中心和中科院电工研究所也参与仪器的研制。SATech-01是中科院空间新技术试验卫星系列的首发星，由中科院立项。EP卫星由中科院空间科学（二期）战略性先导专项支持，中科院国家空间科学中心是空间科学（二期）先导专项总体单位，卫星由中科院微小卫星创新研究院抓总研制。图1 宽视场X射线望远镜模块对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像（视场18.6度x18.6度）。背景为Gaia的光学全天图像（银河系Gaia图片来自https://www.sci.news/astronomy/gaia-second-release-05950.html）。 图2 对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像（左图）和仿真图像（右图），左右图的观测时长同为800秒，视场18.6度x18.6度。（左图中红色标记的是捕捉到的一个变亮的中子星X射线双星）。图3 左图：近邻星系大麦哲伦云的DSS光学图像（https://archive.eso.org/dss/dss）；右图：宽视场X射线望远镜对大麦哲伦云进行700秒观测后得到的X射线图像（1个CMOS视场，9.3度x9.3度）。图4 观测到的天鹅座环状星云 (角直径2.5 度) 的X射线伪彩色图像（颜色代表光子的能量，红色0.3-0.6 keV 绿色0.6-0.8 keV 蓝色0.8-2.0 keV），观测时长为600秒。图5 观测到的超新星遗迹Cas A 的X射线能谱，观测时长为1100秒。分析表明能谱分辨率为150 eV图6 对遥远的类星体3C 382（红移0.056，距离8.14亿光年）的探测，表明仪器具有对较暗弱X射线源的探测能力

除了用于医学检测，X射线还可以作为宇宙信使，用来探索遥远而神秘的星河。　　在第二届中国空间科学大会上，中科院国家天文台研究人员发布EP-WXT探路者观测到的首批天体宽视场X射线图像和能谱。这是国际上首次获得并公开发布的宽视场X射线聚焦成像天图。　　“EP-WXT探路者是爱因斯坦探针（EP）卫星宽视场X射线望远镜（WXT）的一个实验模块，于北京时间2022年7月27日搭载中科院的空间新技术试验卫星发射升空。”8月28日，EP卫星首席科学家、中科院国家天文台袁为民博士告诉记者，该仪器正在开展一系列在轨测试和观测实验，目的是为未来EP卫星开展科学运行奠定基础。　　EP卫星是一颗空间天文探测卫星，其任务是在软X射线波段开展大视场时域巡天监测，旨在系统性地发现宇宙高能暂现天体，监测天体活动。该卫星计划于2023年底发射。　　而该仪器则是国际上首个真正的宽视场X射线聚焦成像望远镜。相比其他X射线聚焦成像望远镜，它的观测范围扩大了100倍或更多，其关键器件均由我国自主研发。　　利用该仪器，科学家首先观测了银河系中心天区。　　结果显示，该仪器的“视野”足够宽广，一次观测就能够同时探测到多个方向上的X射线源。其中，包括恒星级质量黑洞和中子星。　　更重要的是，从观测数据中，研究人员还能获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息，以及天体的X射线能谱。　　“该仪器还观测了银河系的近邻星系——大麦哲伦云，一次观测即可覆盖整个大麦哲伦云星系。”袁为民说，同时也探测到包含黑洞和中子星在内的多个X射线源。　　此外，该仪器还探测到距离地球8.14亿光年的类星体的X射线。这证明，它具有探测较暗弱X射线源的能力。　　初步测试结果表明，仪器功能正常，为未来EP卫星宽视场望远镜成功开展观测工作奠定了坚实的基础。　　对此，袁为民说：“这些结果十分激动人心，表明我们的仪器能够获得预期科学数据。为此，我们付出了十多年的努力。我对未来EP卫星的科学能力充满信心。”　　在视频会上首次看到仪器观测结果后，X射线观测领域著名专家、英国莱斯特大学奥布赖恩教授表示：“这是第一个宽视场X射线聚焦望远镜，创造了一个新纪录。几十年来，我们一直在期待一个真正的宽视场软X射线望远镜，EP-WXT探路者的成功运行令人振奋。这项技术将对X射线天空的监测带来变革性的推动，这项试验也表明了EP卫星巨大的科学潜力。”　　“未来通过更多的观测，宽视场望远镜将能高效地监测天体的X射线光变，预期将发现新的暂现源，特别是更暗弱、遥远或稀有的剧变天体。”袁为民解释，暂现源是指在短时间内出现，然后很快消失的天体。

项目编号：OITC-G220571963项目名称：中国科学院过程工程研究所聚焦离子束场发射扫描电子显微镜、X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪采购项目预算金额：630.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：630.0000000 万元（人民币）采购需求：1、采购项目的名称、数量：包号品目货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品采购预算（万元人民币）11-1聚焦离子束场发射扫描电子显微镜1是3951-2X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪1是235 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。

一、项目编号：OITC-G220571963（招标文件编号：OITC-G220571963）二、项目名称：中国科学院过程工程研究所聚焦离子束场发射扫描电子显微镜、X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪采购项目三、中标（成交）信息供应商名称：国药（上海）医疗器械实业有限公司供应商地址：中国（上海）自由贸易试验区正定路530号A5库区三层2号仓库中标（成交）金额：629.9000000（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 国药（上海）医疗器械实业有限公司 聚焦离子束场发射扫描电子显微镜；X射线能谱成分背散射电子结构三维分析仪 Thermo Fisher Scientific Helios 5 UC Compact730M 1套 ¥6,299,000.00

p 　　厦门机电-公开招标- XM2015-TZ5146C1 X射线衍射仪等采购，预算金额(人民币)：937万元。 /p p 　　1、采购项目编号/包号： /p p 　　XM2015-TZ5146C1-3/-4/-5/-6/-7/-9/-10/-11/-12/-14 /p p 　　2、采购人名称、地址和联系方式 ：国家海洋局第三海洋研究所、厦门市大学路178号、0592-2195280 /p p 　　3、采购代理机构名称、地址和联系方式 ：厦门经发机电设备招标有限公司、厦门市湖里区机场北路476号、邮编361006 /p p 　　4、采购项目名称：X射线衍射仪等采购 /p p 　　5、采购方式：公开招标 /p p 　　6、项目主要内容 /p p style=" text-align: center " img title=" 7.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/c7e976b1-98b8-4359-bb3f-76d43fa97881.jpg" / /p p 　　7、获取采购文件时间、地点、方式： 2015年12月07日至2015年12月24日(节假日除外) 上午8：00至12：00，下午1：30至5：30(北京时间)在厦门市湖里区机场北路476号4楼售标室购买招标文件。咨询电话：林小姐 电话：0592-2219823 传真：0592-5706660-6969 /p p 　　8、投标截止时间、开标时间 ：2015年12月28日09:00(北京时间)投标截止、2015年12月28日09:00(北京时间)开标 /p p 　　9、采购项目联系人姓名和电话：曾小姐、王小姐0592-5784152、2223115 /p p style=" text-align: right " 　　厦门经发机电设备招标有限公司 /p p style=" text-align: right " 　　2015年12月07日 /p

第 18 届 X 射线激光国际会议成功召开2023 年 7 月 20 日，由上海交通大学李政道研究所承办，上海交通大学物理与天文学院、中国科学院上海光学精密仪器研究所和中国科学院上海高等研究院协办的第 18 届 X 射线激光国际会议（18th ICXRL）于上海圆满落幕。上海交通大学张杰院士在大会致辞：ICXRL 的成立是为了促进先进的极紫外和 X 射线源及其在物理、(生物)化学和材料科学中的应用。会议从 1986 年开始，每两年举办一次。ICXRL 为全世界从事相关研究的学者提供了一个交流的平台，本次会议聚集了全世界 X 射线激光研究的数百位专家学者，会议上各位演讲者介绍了最先进的 X 射线自由电子激光器(XFEL)和桌面系统的最新成果。 众星联恒作为赞助商也参与了本次大会，我们有幸能有此次机会能聆听各位专家的学术报告，了解到目前国内外 X 射线激光领域的最新研究成果与进展，并与不同的老师共同探讨这个行业的发展与更多可能性。未来我们将继续专注 X 射线/EUV领域，不断提高技术理解、产品与方案落地的能力，保持谦虚学习的心态和求知欲，为中国市场提供最前沿的EUV/X射线产品，为科研事业提供更加优质的服务。期待各位对众星产品感兴趣的老师联系我们，探讨产品更多的可能性。期待下次再会！

薄膜，通常是指形成于基底之上、厚度在一微米或几微米以下的固态材料。薄膜材料广泛应用于不同的工业领域，譬如半导体、光学器件、汽车、新能源等诸多行业。沉积工艺是决定薄膜成分和结构的关键，最终影响薄膜的物性；对薄膜成分、厚度、微结构、取向等关键参数进行测量可以为薄膜沉积工艺的调整和优化提供依据，改善薄膜材料性能。马尔文帕纳科的X射线衍射（XRD）和X射线荧光光谱（XRF）分析设备，可以对不同类型的薄膜材料进行表征。从1954年飞利浦第一台用于薄膜分析的X射线衍射仪诞生以来，马尔文帕纳科X射线分析技术应用于半导体薄膜材料测量已有非常悠久的历史。无论是针对单晶外延、多晶薄膜、非晶薄膜都有对应的专业分析解决方案，利用对称衍射、非对称衍射、反射率、摇摆曲线、双周扫描、倒易空间Mapping和正空间Mapping等测量方式，表征薄膜材料的厚度和超晶格周期、应力和弛豫；失配和成分；曲率半径；衬底材料取向；组分分析等等。马尔文帕纳科新推出的衍射超净间系统套件，搭配自动加载装置，可在1分钟内评估面内缺陷，最大程度降低生产成本，提高检测效率。此外，马尔文帕纳科全自动XRF晶圆分析仪，可以快速分析晶片或器件多层膜的成分及厚度，具有非常稳健的工作方式且符合超净间环境要求，在晶圆厂圆晶质量在线控制的环节倍受认可。（更多解决方案详见活动专题）基于此，马尔文帕纳科联合仪器信息网将于10月14日举办微观丈量▪“膜”力无限——X 射线分析技术应用于薄膜测量主题活动，特邀高校资深应用专家及马尔文帕纳科技术专家分享薄膜表征技术与应用干货，全面展示马尔文帕纳科针对薄膜材料测量的解决方案。此外，活动直播间还特别设置了答疑及抽奖多轮福利环节。专题页面：https://www.instrument.com.cn/topic/malvernpanalytical.html活动日程：时间环节嘉宾14:00-14:10开场致词，公司介绍与薄膜应用概述程伟马尔文帕纳科 先进材料行业销售经理14:10-14:50X射线衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用朱京涛同济大学 教授14:50-15:00答疑 & 第一轮抽奖定制马尔文帕纳科公仔一对15:00-15:30多晶薄膜应力和织构分析王林马尔文帕纳科 中国区XRD产品经理15:30-15:40答疑 & 第二轮抽奖定制午睡枕15:40-16:25X射线衍射及X射线荧光分析技术在半导体薄膜领域的应用钟明光马尔文帕纳科 亚太区半导体销售经理16:25-16:35答疑16:35-16:55X射线荧光光谱在涂层镀层分析中的应用熊佳星马尔文帕纳科 中国区XRF产品经理16:55-17:00答疑 & 第三轮抽奖&结束语倍思车载无线充电器活动直播间，同济大学朱景涛教授将分享X衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用，主要采用掠入射X射线反射、X射线衍射、X射线面内散射等测试方法，表征周期、非周期、梯度多层膜，以及膜层厚度、界面宽度、薄膜均匀性、结晶特性、粗糙度等信息；马尔文帕纳科中国区XRD产品经理王林将分享X射线衍射法测量多晶薄膜的残余应力和织构分析方法；马尔文帕纳科亚太区半导体销售经理钟明光将展示马尔文帕纳科在半导体薄膜领域的专业分析解决方案；马尔文帕纳科中国区XRF产品经理熊佳星将分享X射线荧光光谱在涂层镀层无损分析中的应用。扫码免费报名抢位点击下方专题页面，详细了解马尔文帕纳科X射线薄膜测量技术沿革及相关产品。

一、项目基本情况1.项目编号：ZG-ZWG-2023168/2758-234ZGZB23168项目名称：哈尔滨工程大学X射线/紫外光电子能谱采购项目预算金额：900.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：900.000000 万元（人民币）采购需求：X射线/紫外光电子能谱1套合同履行期限：合同签订后12个月内完成所有设备到货，所有设备调试完毕并具备验收条件本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：ZG-ZWG-2023066/2758-234ZGZB23066项目名称：哈尔滨工程大学聚焦离子束-电子束曝光系统(FIB-EBL)采购项目预算金额：880.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：880.000000 万元（人民币）采购需求：聚焦离子束-电子束曝光系统(FIB-EBL)一套合同履行期限：合同签订后12个月内完成所有设备到货，所有设备调试完毕并具备验收条件本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年11月06日 至 2023年11月13日，每天上午8:30至12:00，下午12:00至16:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：黑龙江中冠项目管理有限公司（中国黑龙江省哈尔滨市道里区友谊西路2982号）；方式：拟参加本项目的潜在投标人，请于2023年11月06日至2023年11月13日，每天上午08时30分至下午16时30分到黑龙江中冠项目管理有限公司（中国黑龙江省哈尔滨市道里区友谊西路2982号）获取采购文件，采购文件不予邮寄；售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：哈尔滨工程大学　　　　　地址：哈尔滨市南岗区南通大街145号　　　　　　　　联系方式：王老师 0451-82519862　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：黑龙江中冠项目管理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：中国黑龙江省哈尔滨市道里区友谊西路2982号　　　　　　　　　　　　联系方式：刘女士 0451-82663366转8008/8006　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：刘女士电　话：　　0451-82663366转8008/8006

一、项目基本情况1.项目编号：OITC-G240270057项目名称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所特殊环境原位动态评价表征系统-原位扩展互联型X射线光电子能谱仪采购项目预算金额：550.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：525.000000 万元（人民币）采购需求：采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品1特殊环境原位动态评价表征系统-原位扩展互联型X射线光电子能谱仪1是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：OITC-G240270059项目名称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光共聚焦显微拉曼光谱仪采购项目预算金额：400.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：328.000000 万元（人民币）采购需求：采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品1特殊环境原位动态评价表征系统-真空拉曼光谱仪1是投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年01月02日 至 2024年01月09日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com方式：登录东方招标平台www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所　　　　　地址：浙江省宁波市镇海区中官西路1219号　　　　　　　　联系方式：范老师0574－86324529　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：窦志超、王琪010-68290502/0523　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：窦志超、王琪电　话：　　010-68290502/0523

仪器信息网讯 近日，瑞士保罗谢尔研究所(Paul Scherrer Institute,简称PSI) 的科学家开发了一种X射线显微镜的突破性光学元件——X 射线消色差透镜。这使得 X 射线束即使具有不同的波长也可以准确地聚焦在一个点上。对应成果于3月14日发表在科学杂志Nature Communications上，成果表示，新型X射线镜头将使使用 X 射线研究纳米结构变得更加容易；这种类型的X射线消色差仪将克服衍射光学和折射光学的色差限制，并为宽带X射线管光源在光谱学和显微镜中的新应用铺平道路。DOI: 10.1038/s41467-022-28902-8用于在微纳米尺度上无损研究物质内部结构和元素组成的X射线技术需要高性能的X射线光学系统。为此，在过去的十年中，人们开发了各种类型的反射、折射和衍射光学元件。衍射和折射光学元件已成为大多数高分辨率X射线显微镜的组成部分。然而，始终遭受固有色差的影响。到目前为止，这限制了它们在窄带辐射中的使用，从本质上说，这类高分辨率X射线显微镜仅限于高亮度同步辐射源。与可见光光学类似，解决色差的一种方法是将具有不同色散功率的聚焦光学和散焦光学结合起来。在这次新成果中，PSI科学实现了X射线消色差仪的首次成功实验，该消色差仪由电子束光刻和镀镍制作的聚焦衍射菲涅耳波带片（FZP）和3D打印双光子聚合制作的散焦折射透镜（RL）组成。利用扫描透射X射线显微镜（STXM）和光学显微镜，科学家演示了在宽能量范围内的亚微米消色差聚焦，而无需任何焦距调整。这种类型的X射线消色差仪将克服衍射光学和折射光学的色差限制，并为宽带X射线管光源在光谱学和显微镜中的新应用铺平道路。消色差镜头对于在摄影和光学显微镜中产生清晰的图像至关重要。它们确保不同颜色（即不同波长的光）具有共同的焦点。然而，迄今为止，X 射线还没有消色差透镜，因此只有单色 X 射线才能实现高分辨率 X 射线显微镜。在实践中，这意味着必须从 X 射线光束光谱中滤除所有其他波长，因此只能有效使用一小部分光，从而导致相对低效的图像捕获过程。由 3D 打印机创建的微结构：由 PSI 科学家开发的创新折射结构与衍射元件相结合，形成一个消色差 X 射线镜头，约一毫米长（或高，如图所示）。打开它的末端，就像一个微型火箭。它是由 3D 打印机使用特殊类型的聚合物创建的。该结构的图像由扫描电子显微镜拍摄。图片来源：Paul Scherrer Institute/Umut SanliPSI 科学家团队已通过成功开发用于 X 射线的消色差 X 射线透镜解决了以上问题。由于 X 射线可以揭示比可见光小得多的结构，创新的镜头将特别有利于微芯片、电池和材料科学等领域的研发工作。比可见光消色差更加复杂对于可见光，消色差透镜的应用已经超过200多年。但对于X 射线的消色差透镜直到现在才被开发出来，这一事实乍一看似乎令人惊讶。可见光的消色差透镜是由一对不同的材料组成，当可见光穿透第一种材料时，分散成不同光谱颜色（就像穿过传统的玻璃棱镜时一样），然后这些光谱再通过第二种材料时就会逆转这种分散效果，聚焦在一个点上。（在物理学中，分散不同波长的过程称为“色散”）消色差聚焦原理：散焦折射透镜（RL）的色度作为聚焦菲涅耳波带片（FZP）色度特性的校正器。b扫描电子显微镜（SEM）显示了通过电子束光刻和镍电镀制作的镍FZP，用于对比测量。c由四个堆叠抛物面组成的RL的SEM图像，使用双光子聚合光刻技术进行3D打印。d使用消色差作为聚焦光学元件的扫描透射X射线显微镜（STXM）和光学成像实验装置的草图。PSI 的X 射线纳米科学与技术实验室 X 射线光学与应用研究组负责人、物理学家 Christian David 解释说：“这种适用于可见光范围的基本原理在 X 射线范围内不再起作用。对于 X 射线，没有任何两种材料的光学特性能够在很宽的波长范围内足以抵消另一种材料的影响。换句话说，材料在 X 射线范围内的色散是太相似了。”两个原理而不是两种材料因此，科学家们没有将寻找答案放在在两种材料的组合中，而是探索将两种不同的光学原理联系在一起。“诀窍是要意识到我们可以在衍射透镜前面放置第二个折射透镜，”新研究的主要作者Adam Kubec说。Kubec 目前是 Christian David 小组的研究员，现在为 XRnanotech 工作，XRnanotech 是 PSI 在 X 射线光学研究过程中的一个衍生公司。“多年来，PSI 一直是 X 射线镜片生产的世界领导者，”David 说，“我们为全球同步加速器光源的 X 射线显微镜提供专门的透镜，称为菲涅耳波带片。” David 的研究小组使用已建立的纳米光刻方法来生产衍射透镜。然而，对于消色差透镜中的第二个元素——折射结构——需要一种新方法，这种方法最近才得以实现：微米级的 3D 打印。这最终使 Kubec 能够制作出一种类似于微型火箭的形状。使用消色差仪演示在不同能量下的 STXM 成像。a）使用消色差获得的图b 中所示的Siemens star样品的 STXM 图像，表明在最佳能量约 6.4 keV 的附近，消色差范围 1 keV。b) Siemens star 测试样品的 SEM 图像，外圈和内圈的径向线和间距 (L/S) 的宽度分别为 400 nm 和 200 nm，见红色箭头。c) STXM 的比较结果是使用消色差 (上) 和传统 FZP (下) 获得的能量范围为 6.0 keV 至 6.4 keV。虽然 FZP 图像的对比度随能量快速变化，但使用消色差获得的图像质量变化很小。潜在的商业应用新开发的镜头使得X射线显微镜实现了从研究应用到商业应用（例如工业）的飞跃。“同步加速器源产生如此高强度的 X 射线，以至于可以滤除除单个波长以外的所有波长，同时仍保留足够的光来产生图像，”Kubec 解释说。然而，同步加速器是大型研究设施。迄今为止，在工业界工作的研发人员被分配了固定的光束时间，在研究机构的同步加速器上进行实验，包括 PSI 的瑞士同步辐射光源 SLS。这种光束时间极其有限、昂贵，且需要长期规划。“行业希望在他们的研发过程中拥有更快的响应循环，”Kubec 说，“我们的消色差 X 射线镜头将在这方面提供巨大帮助：它将使工业公司可以在自己的实验室内操作紧凑型 X 射线显微镜。”PSI 计划与 XRnanotech 一起将这种新型镜头推向市场。Kubec 表示，他们已经与专门在实验室规模上建造 X 射线显微镜设施的公司建立了适当的联系。作为元件安装在瑞士同步辐射光源SLS上进行测试为了测试他们的消色差仪的性能，科学家们在将其作为聚焦光学元件安装在瑞士同步辐射光源SLS的cSAXS光束线上。其中一种方法是非常先进的 X 射线显微镜技术，称为 ptychography。“这种技术通常用于检测未知样本，”该研究的第二作者、Christine David 研究小组的物理学家、X 射线成像专家 Marie-Christine Zdora 说，“另一方面，我们使用 ptychography 来表征 X 射线束，从而表征我们的消色差透镜。” 这使科学家能够精确检测不同波长的 X 射线焦点的位置。他们还使用一种方法对新镜头进行了测试，该方法使样品以小光栅步长穿过 X 射线束的焦点。当改变 X 射线束的波长时，使用传统 X 射线镜头产生的图像会变得非常模糊。但是，在使用新的消色差镜头时不会发生这种情况。“当我们最终在广泛的波长范围内获得测试样品的清晰图像时，我们知道我们的镜头正在发挥作用，” Zdora高兴地说道。David 补充说：“我们能够在 PSI 开发这种消色差 X 射线镜头，并且很快将与 XRnanotech 一起将其推向市场，这一事实表明，我们在这里所做的这类研究将在很短的时间内实现实际应用。”

x射线多层膜在静态和超快x射线衍射中的应用x射线光学组件类型根据x射线和物质作用的不同原理和机制，目前主流的x射线光学组件可以大致分为四类：以滤片、窗片、针孔光阑为代表的吸收型组件；基于反射，全反射原理的各种镜片以及毛细管、波导等反射型器件，还有基于折射原理的各种复折射镜。而本文的主题多层膜镜片，其底层原理和晶体、光栅、波带片一样，都是基于衍射原理。吸收型反射型折射型衍射型滤片窗口针孔/光阑镜片：kb、wolter、超环面镜… … 毛细管：玻璃毛细管、金属镀层毛细管复折射镜：抛物面crl、菲涅尔crl、马赛克crl、… … 晶体光栅多层膜波带片多层膜的原理和工艺一般来说，反射型镜片存在“掠射角小、反射率低”的问题。而多层膜镜片则是通过构建多个反射界面和周期，并使反射界面等周期重复排列，相邻界面上的反射线有相同的相位差，就会发生干涉，如果相位差刚好为2pi的整数倍，则会干涉相长，得到强反射线。从布拉格公式可以看出：多层膜就是通过对d值的控制，来实现波长选择的人工晶体。而在工艺实现方面，目前制备x射线多层膜镜的主要工艺有：磁控溅射、电子束蒸镀、离子束蒸镀。一般使用较多的是磁控溅射或离子束镀膜工艺，即在基板上交替沉积金属和非金属层，通过选择材料，控制镀膜的厚度及周期的选定，实现对硬x射线到真空紫外波段的光的调制。上图为来自德国incoatec的四靶材磁控溅射镀膜系统。可实现多种膜系组合的高精度镀膜。[la/b4c]40 多层膜b-kα（183ev）用多层膜，d：10nm单层膜厚：1-10nm0.x nm的镀膜精度tem: 完美的镀层界面frank hertlein, a.e.m. 2008上图为40层la-b4c多层膜的剖面透射电镜图像和选区电子衍射，弥散的衍射环说明膜层是非晶结构。同时可以明显看到：周期为10nm的膜层界面非常清晰和规则。这套镀膜系统可获得0.x nm的镀膜精度。多层膜的特点示例—单色和塑形多层膜最显著的特点和优势在于可以通过基底的面型控制和镀层的膜厚控制，将x光的塑形和单色统一起来。当然，这是以精度极高的镀膜工艺为前提。下图的数据展示了进行梯度渐变镀膜时，从镜片一端到另一端镀膜的周期设计数值 vs. 实际工艺水平。可以看到：长度为150mm的基底上，单层镀膜膜厚需要控制在3.8-5.7nm，公差需要在1%以内。相当于在1500公里的长度上，厚度起伏要控制mm水平。这是非常惊人的原子层级的工艺水平。frank hertlein, a.e.m. 2008通过面型控制来实线x射线的塑形；通过极高精度的膜厚控制实现2d值渐变—继而实现单色；0.x nm尺度的镀膜误差——需要具备原子层级的工艺水平！多层膜的特点示例—带宽和反射率除了可以通过曲面基底和梯度镀膜实现对x光的塑形和单色，还可通过对膜层材料、膜厚、镀膜层数等参数的设计和控制，来实现带宽和反射率的灵活调整。如窄带宽的高分辨多层膜，以及宽带宽的高积分反射率多层膜。要实现高分辨：首先要选择对比度较低的镀膜材料，如be、c、b4c、或al2o3；其次减小膜的厚度，多层膜的厚度降为10~20å；最后增加镀膜层数，几百甚至上千。from c. morawe, esrf多层膜的特点示例—和现有器件的高度兼容左侧: [ru/c]100, d = 4 nm r 80% for 10 e 22 kev中间: si111 δorientation0.01°右侧: [w/si]100, d = 3 nm r 80% for 22 e 45 kevdcmm at sls, switzerland, m. stampanoni精密、灵活的膜层设计和镀膜控制镀膜材料的组合搭配；d/2d值的设计和控制；带宽和反射率的灵活调整。和现有器件的高度兼容多层膜主流应用方向目前，多层膜的主流应用方向和场景主要有：粉末、x射线荧光、单晶衍射以及同步辐射的单色、衍射、散射装置搭建。粉末衍射x射线荧光单晶衍射同步辐射基于dac的原位高压静态x射线衍射典型的静高压研究中，常利用金刚石对顶砧来获得一些极端条件。在极端的高压、高温下，利用x射线来诊断新的物相及其演化过程是重要的研究手段。x-ray probe利用金刚石对顶砧可以获得极端条件(数百gpa, 几千°c) 利用x射线探针来诊断和发现新物相；由于对x光源、探测器以及实验技术等方面的苛刻要求，尤其是需要将微束的x光，精准的穿过样品而不打到封垫上。长期以来，基于dac的x射线高压衍射实验只能在同步辐射实现。但同步辐射有限的机时根本无法满足庞大的用户需求。不能在实验室进行基于dac的x射线高压衍射实验和样品筛选，一直是广大高压科研群高压衍射实验室体的一大痛点。以多层膜镀膜工艺为技术核心，将多层膜镜片与微焦点x光源耦合，我们可以为科研用户提供单能微焦斑x射线源，使得在实验室实现高压衍射成为可能。下图是利用mo靶（左）和ag靶（右）单能微焦斑x射线源获得的dac加载下的lab6样品的衍射图。曝光时间300s，探测器为ip板，样品和ip板距离为200mm。可以看到：300s曝光获得的衍射数据质量是可接受的。特别地，对于银靶，由于其能量更高，可以压缩倒易空间，在固定的2thelta角范围内，可以获得更多的衍射信息，这对于很多基于dac的静高压应用来说非常有吸引力。dac加载下的lab6样品的衍射数据：多层膜耦合mo靶（左）和ag靶（右）曝光时间300s，探测器为ip板，样品和ip板距离为200mmbernd hasse, proc. of spie vol. 7448, 2009 (doi: 10.1117/12.824855)基于激光驱动超快x射线衍射在利用激光驱动的x射线脉冲进行超快时间分辨研究中，泵浦探针是常用的技术手段。脉宽为几十飞秒的入射激光经分束后，一路用于激发超快x射线脉冲，也就是探针光；另一路经倍频晶体倍频作为泵浦光。通过延时台的调节，控制泵浦激光和x射线探针到达样品的时间间隔，可实现亚皮秒量级时间分辨的测量。而在基于激光驱动的超快x射线衍射实验中，如何提升样品端的光通量？如何获得低发散角的单色光束？如何抑制飞秒脉冲的时间展宽？如何同时兼顾以上的实验要求？都是需要考虑的问题。很多时候还需要兼顾多个技术指标，所以我们非常有必要对各类光学组件和x射线飞秒脉冲源的耦合效果和特点有一个比较清晰的认知。四种光学组件和激光驱动x射线源的耦合效果对比首先我们先对弯晶、多层膜镜、多毛细管和单毛细管四种组件的聚焦效果有个直观的了解。以下是将四种光学组件和激光驱动飞秒x射线源耦合，然后进行了对比。四种光学组件在聚焦和离焦位置的光斑：激光参数：800nm/1khz/5mj/45fs源尺寸：10um 打靶产额：4*109 photons/s/sr这是四种组件的理论放大倍率和实测聚焦光斑的对比。可以看到：弯晶和多层膜的工艺控制精度很高，实测光斑和理论值比较接近。而毛细管的大光斑并不是工艺精度的误差，而是反射型器件的色差导致的，不同能量的光都会对聚焦光斑有贡献，导致光斑较大。而各种组件的工艺误差，导致的强度不均匀分布，则是在离焦位置处的光斑中得到较为明显的体现。ge(444)双曲弯晶多层膜镜片单毛细管多毛细管放大倍率1270.7收集立体角 (sr)+---++反射率--+++-有效立体角 (sr)---+++1维会聚角 (deg)+---++耦合输出通量(ph/s)---+++聚焦尺寸 (μm)2332155105光谱纯度好好差差时间展宽 (fs)++++--激光参数：800nm/1khz/5mj/45fs打靶产额：4*109 photons/s/sr等级: ++ + - --利用针孔+sdd，在单光子条件下，测量有无光学组件时的强度和能谱，可以推演出相应的技术参数。这里我们直接给出了核心参数的总结对比。其中，大多数用户最为关注，同时也是对于实验最为重要的，主要是有效立体角、输出光通量、光谱纯度和时间展宽。可以看到：典型的有效收集立体角在-4、-5sr的水平，而在样品上的输出光通量在5-6次方每秒这样的水平。但是需要指出的是：毛细管并不具备单色的能力，虽然有效立体角大，但输出的是复色光。对于时间展宽的比较，很难通过实验手段获得测量精度在几十到百飞秒水平的结果，所以主要通过理论分析和计算来获得。对于同为衍射型组件的ge(444)双曲弯晶和多层膜镜片，光程差引入项主要是x光在组件内的贯穿深度。对于ge(444)，8kev对应的布拉格角约为70度，x光的衰减长度约为28um，对应的时间展宽约90fs。对于多层膜镜片，因为它属于掠入射型的衍射组件，x光的衰减长度在um量级，对应的时间展宽甚至可以到10fs水平，因此这里的数据相对比较保守的。而对于毛细管这种反射型器件，光程差引入项主要是毛细管的长度差。对于单毛细管，光程差在10fs水平，对于多毛细管，位于中心区域和边缘的子毛细管长度是有较大的差异的，光程差可达ps水平。小结1. 弯晶：单色性好、时间展宽较小、有效立体角小、输出通量低；2. 多层膜：单色性好、时间展宽较小、有效立体角大、kα输出通量高；3. 单毛细管：复色、时间展宽很小、有效立体角大、复色光通量高；4. 多毛细管：复色、时间展宽较大、有效立体角最大、复色光通量最高。每一种光学组件都有其适用的场景，对于非单色的超快应用，如超快荧光、吸收谱，毛细管可能更为合适，而对于追求单色的超快应用，如超快衍射，多层膜是比较好的选择，兼顾了单色性、时间展宽和有效立体角（输出通量）三个核心指标！如果您有任何问题，欢迎联系我们进行交流和探讨。北京众星联恒科技有限公司致力于为广大科研用户提供专业的x射线产品及解决方案服务！

10月11日消息，安徽国科仪器产业发展有限公司(下称：国科仪器)近日完成数千万元融资，由毅达资本投资。　　国科仪器是一家专业从事X射线衍射仪、纳米结构分析仪等高端X射线结构分析设备研发、生产与销售的创新型企业。公司已成功研发出多款X射线检测分析类仪器及相关核心零部件，向客户提供全集成、高附加值全方位解决方案，突破了一系列核心关键技术，填补了国内相关领域的空白。　　X射线类结构分析设备在在材料结构分析和成分分析领域应用非常广泛，在晶体结构分析、非晶态结构分析、物相定性分析、物相定量分析、结晶度分析等科研方向均有成熟的应用和丰硕的研发成果。　　该设备已经成为各大科研院所、大学及工业企业在研发过程中必不可少的核心设备之一，在生物医药、化工、新材料、新能源、半导体等行业的研发及在线检测过程中有着十分广泛的应用，市场需求正在快速增长。　　国科仪器创始团队是国内最早从事X射线相关领域产品研发和推广的团队之一，多年来持续专注于国际材料检测分析设备领域的先进技术发展，且熟悉国外一线企业的技术路径和市场布局，能快速准确地把握国内市场需求，进行针对性的产品研发及市场推广。2022年9月，公司研制的“小角X射线散射仪”入选安徽省首台套重大技术装备（第二批）评定名单。　　国科仪器创始人王富康表示，X射线类结构分析设备作为重要的科研设备，国内市场规模可观，市场需求处于快速增长过程中。目前国内高端X射线分析设备仍以进口为主，国科仪器成功打破了进口依赖，成为国内高端X射线结构分析设备“第一人”。未来，公司将继续扩充团队，加大研发，争取进入更多应用领域，为高端仪器的国产化做出更大贡献。　　毅达资本投资总监张俊涛表示，高端科研仪器是国内短板，很多顶尖科研仪器对国内处于禁售状态。国科仪器在高压XRD、小角散射仪等高端X射线结构分析设备领域，已经顺利实现设备定型与销售，先后获得国家级科研单位及上市公司的重复订单，并以其良好的性能指标、灵活的定制化能力及超高的性价比获得了客户的高度认可。期待通过此次合作，在资本助推和双方的共同努力下，国科仪器能够继续在上游核心零部件及工业领域取得更大进步，争取走到X射线结构分析仪器领域的最前端。

仪器信息网讯 2014年9月7日-12日，第18届国际显微学会议将在捷克共和国首都布拉格举行。该会议每4年举办一次，此次会议报告包括四个方面的主题：仪器及技术、材料科学、生命科学、交叉学科。其中仪器及技术专场下设了电子光学和光学元件、高分辨率TEM和STEM、超高分辨率光学显微镜和纳米显微成像、扫描电子显微镜等17个分会场。 　　分会场1：电子光学和光学元件 　　电子源和电子光学元件对显微镜的性能起着关键作用。该研讨会将关注所有类型的电子源，如脉冲源或光电发射源，以及高亮度枪、单色器、像差校正器、能量过滤器、基于新检测原理的检测器，分束器和偏转器，信号转换器等。 　　分会场2：高分辨率TEM和STEM 　　该研讨会涵盖像差校正、抑制漂移和不稳定性、镜筒屏蔽、离域问题、原子分辨率点缺陷、原子位置的测量、辐照损伤的证明与抑制、低剂量成像、成像模式的结合、STEM多通道检测等。 　　分会场3：超高分辨率光学显微镜和纳米显微成像 　　该研讨会聚焦于光学显微镜的前沿方法进展。包括PSF工程技术，4PI显微镜，受激发射损耗显微镜(STED)、随机光学重建显微镜(STORM)、光敏定位显微镜(PALM)等，以及采用类似原理的显微镜，如结构照明显微镜，近场光学显微镜，TIRF等。 　　分会场4：扫描电子显微镜 　　该研讨会将主要关注提升分辨率的方法，进行低能量甚至非常低的能量下的操作，多通道检测，以及包括FIB技术的数据采集、处理和可视化。另外，研讨会还涵盖能量/角度敏感探测器、传输模式、表面处理和原位处理，近场发射扫描电子显微镜等。 　　分会场5：分析电子显微镜 　　该研讨会将探讨通过分析技术，包括电子能量损失谱(EELS)、高分辨率元素分布、以及近边精细结构谱，可以使得TEM、STEM、SEM的背散射电子像、二次电子像、透射电子像以及前向散射电子像得到显著增强。 　　分会场6：环境电镜 　　该研讨会将探讨环境扫描电镜、环境透射电镜的各个方面，如加热、冷却、气体处理、电子束诱导沉积、刻蚀、蒸发的动力学现象、冷凝、熔化和凝固、气体中带电粒子束的行为、电子检测等，以及样品湿度控制及相关话题。 　　分会场7：原位及冷冻显微技术 　　该研讨会将关注在高温、强电场和强磁场条件下的原位实验，原位纳米压痕和变形，在电子、激光及其他辐照条件下观察动态现象，以及相关的仪器。另外，TEM，STEM和SEM在低温及超低温度下，冷冻阶段所涉及的各方面问题，如表面凝结，原位低温压裂和切割，局部温度的测量等也将被关注。 　　分会场8：超快显微技术 　　该研讨会将专门关注利用时间分辨显微技术，飞行时间技术观察动态现象，飞秒激光的应用、光发射电子显微镜(PEEM)和低能电子显微术(LEEM)中的同步加速器、4D成像、用于像差校正的时间分辨成像，基于电子计数和超快采集的二维图像技术等。 　　分会场9：电子衍射技术 　　该研讨会将关注会聚束电子衍射(CBED)、纳米束衍射(NBD)、旋进电子衍射(PED)和时间分辨电子衍射方法及应用，以及EBSD的所有相关内容。 　　分会场10：电子断层成像 　　该研讨会关注先进技术包括：断层成像的新图像模式、用于定量和准确度重建的新算法、以及破坏性和非破坏性成像技术。 　　分会场11：电子全息成像及lens-less成像 　　除了传统的电子显微镜成像方法，研讨会还将关注离轴和在线全息技术，原子分辨率级的全息术，相位移和微弱信号的测量，洛伦兹电镜和相差显微镜。其他还将关注相位恢复和图像重构算法的进展、全息技术的应用、X-ray spectro-holography、低能电子点源显微镜、少透镜光学显微镜、数字全息显微镜和光学相干断层扫描。 　　分会场12：表面显微技术 　　该研讨会的核心主题是基于阴极物镜的超高压表面电镜技术和仪器。这包括LEEM，镜式电子显微镜、各种模式的PEEM(UV-PEEM，激光PEEM，同步加速器辐射XPEEM)，具有磁性或化学敏感性的电镜，以及其他场发射电镜等，重点关注高空间分辨率和光谱分辨率。 　　分会场13：聚焦离子束显微镜及技术 　　该研讨会探讨的内容将包括离子源(镓，氙等)，离子光学器件，二次离子质谱法(SIMS)，注气系统(GIS)，三维聚焦离子束断层扫描和化学分析，微加工和样品制备，生物材料的聚焦离子束分析，离子/固体相互作用，以及新的应用和仪器。 　　分会场14：扫描探针显微镜和近场显微镜 　　该研讨会将探讨扫描探针仪器和方法，STM、SFM、MFM和SPM的应用，使用SPM作为操纵纳米结构或加工的工具，近场电子显微技术和近场光学显微技术的结合等。 　　分会场15：X射线、中子和其他显微技术 　　该研讨会将探讨X射线光学、X射线显微学和成像、相位衬度成像、光谱成像、傅里叶变换全息方法、中子束等。 　　分会场16：电镜理论和模拟 　　基于计算机的分析和模拟工具是该研讨会的主题，将包括用于电子光学的CAD的各个方面，如物理原理、算法、计算机模拟软件、扫描电镜成像过程的完整模拟，以及透射电镜图像模拟。 　　分会场17：原子探针和非传统的微量分析任务 　　该研讨会将探讨微量分析的非传统解决方案以及新型微量分析工具。另外将探讨原子探针层析技术的原理、仪器及实验操作。（编译：秦丽娟）

瑞士保罗谢勒研究所（PSI）的科学家开发了一种突破性的X射线消色差透镜。这使得X射线束即使具有不同的波长也可以准确地聚焦在一个点上。根据14日发表在《自然通讯》上的论文，新透镜将使利用X射线研究纳米结构变得更加容易，特别有利于微芯片、电池和材料科学等领域的研发工作。要想在摄影和光学显微镜中产生清晰的图像，消色差透镜必不可少。它们可以确保不同颜色，即不同波长的光，能够清晰聚焦，从而消除模糊现象。直到现在才开发出一种用于X射线的消色差透镜，这一事实乍一看可能令人惊讶，毕竟可见光消色差透镜已经存在了200多年。它们通常由两种不同的材料组成。光线穿透第一种材料，分裂成光谱颜色，就像穿过传统的玻璃棱镜一样。然后，它通过第二种材料来逆转这种效果。在物理学中，分离不同波长的过程称为“色散”。然而，PSIX射线纳米科学与技术实验室X射线光学与应用研究组负责人、物理学家克里斯蒂安大卫解释说：“这种适用于可见光范围的基本原理并不适用于X射线范围。”对于X射线来说，没有哪两种材料的光学性质在很大的波长范围内有足够的差异，从而使一种材料可以抵消另一种材料的影响。换句话说，X射线范围内材料的色散太相似了。此次，科学家没有在两种材料的组合中寻找答案，而是将两种不同的光学原理联系在一起。这项新研究的主要作者亚当库贝克说：“诀窍是意识到我们可以在衍射镜前面放置第二个折射镜。”PSI用已有的纳米光刻技术来制造衍射镜，并用微米级的3D打印制造出折射结构，成功开发出用于X射线的消色差透镜，解决了上述问题。为了表征他们的消色差X射线透镜，科学家们在瑞士同步辐射光源使用了一条X射线光束线，还使用光刻技术来描述X射线光束，从而描述消色差透镜。这使得科学家们能够精确地探测到不同波长的X射线焦点的位置。

“上海光源”近日竣工。“上海光源”又名“上海同步辐射光源”，而同步辐射光束线的“心脏”则由中科院西安光学精密机械研究所研制。 由该所承担研制的水冷弧矢聚焦单色器是“上海光源”光束线中的关键设备，各实验站所需单色光波长、能量分辨率、光斑大小都是由单色器来实现或决定，它是整个同步辐射光应用中最重要的装备之一。该设备的性能好坏直接关系到同步辐射光束线的优劣，因而被称为同步辐射光束线的“心脏”。 由于单色器结构设计复杂，加工技术难度大，目前世界上只有法国等少数几个国家能够研制生产，且市场价格十分昂贵。为了研制我国自己的水冷弧矢聚焦单色器，满足“上海光源”工程建设的急需，承担该项研制任务的西安光机所“水冷弧矢聚焦单色器”项目组全体科研人员在中科院上海应用物理所、中科院沈阳科仪中心等单位的密切配合和大力支持下，用不到两年的时间，先后攻克了单色器第一晶体高精度定向、切槽、冷焊以及第二晶体肋拱结构等特殊形状单晶硅精密加工及压弯聚焦面形控制技术，四连杆柔性铰链设计及传递弯矩实施晶体弯曲聚焦技术，晶体投角、滚角、摆角精密微调及光束固定出口技术及高精度高稳定性悬臂式空心轴系、大口径磁流体密封及编码器闭环控制精确定位Bragg转角等系列技术难题，首次成功研制出我国第一台具有自主知识产权的水冷弧矢聚焦单色器。 2008年5月12日和6月6日，在“上海光源”首批7条光束线站中，安装的水冷弧矢聚焦单色器的X射线小角散射光束站和高分辨X射线衍射线站等两条光束线相继进行了首轮调光试验。联调期间，各运动、调节机构精度高、稳定可靠，两台弧矢聚焦单色器成功得到我国第三代同步辐射第一束衍射X光束，联调试验获得圆满成功。它标志着我国自己研制的水冷弧矢聚焦单色器完全达到设计和使用要求。 “上海光源”工程委员会在评价意见中指出，中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室研制的弧矢聚焦双晶单色器是整个同步辐射光硬X射线光束线核心部件；该项目的完成，填补了国内在弧矢聚焦双晶单色器研制领域中的空白，在其结构设计和关键技术应用上填补了多项国内空白。它的研制成功，标志着我国同步辐射硬X射线光晶体单色器的研制水平迈上了一个新的台阶并跻身于国际同类水平，使我国成为第二个能生产弧矢聚焦单色器的国家。

项目编号：1639-224122240047项目名称：上海交通大学单晶X射线衍射仪预算金额：380.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：380.0000000 万元（人民币）采购需求：序号/ No.货物名称/Name of the goods数量/Quantity简要技术规格或用途/Main Technical Data 交货期/ Delivery schedule1单晶X 射线衍射仪1套X射线Cu/Mo靶微聚焦双光源，Kappa 测角仪，二维面探测器 合同签订后6个月内。/CIP Shanghai Jiao Tong University within six months after signing the contract.合同履行期限：合同签订后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

项目编号：1639-224122240047项目名称：上海交通大学单晶X射线衍射仪预算金额：380.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：380.0000000 万元（人民币）采购需求：序号/ No.货物名称/Name of the goods数量/Quantity简要技术规格或用途/Main Technical Data 交货期/ Delivery schedule1单晶X 射线衍射仪1套X射线Cu/Mo靶微聚焦双光源，Kappa 测角仪，二维面探测器 合同签订后6个月内。/CIP Shanghai Jiao Tong University within six months after signing the contract.合同履行期限：合同签订后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

5日，记者从中科院获悉，经过一个月的在轨测试，由该院微小卫星创新院抓总研制的创新X系列首发星，即空间新技术试验卫星（SATech-01）工作正常，搭载的多个科学载荷按计划开展了测试，并获得首批科学成果。　　SATech-01卫星搭载的伽马射线暴探测载荷（HEBS）已首次加电开始在轨测试。在此期间，HEBS探测到其在轨运行以来的首个伽马暴，表明HEBS已经具备伽马暴的探测研究能力。HEBS与我国前期发射运行的“慧眼”卫星和“怀柔一号”极目卫星已组成伽马射线爆发天体探测网络。　　同时，SATech-01卫星搭载的龙虾眼宽视场X射线望远镜载荷成功获得一批天体的真实X射线实测图像和能谱，这是国际上首次获得并公开发布的宽视场X射线聚焦成像天图。　　对此，中科院高能所研究员张双南表示，宽视场X射线望远镜与HEBS同时同视场的观测特别令人期待，尤其是对于新的爆发天体和现象，不但能够获得很宽能段的X射线和伽马射线能谱与光变，X射线望远镜还能够精确定位，这个能力目前在国际上是独一无二的，预期会有很激动人心的科学发现。　　由中科院西光所研制的全铝自由曲面相机，也随SATech-01卫星发射，并获得了首批图像。其中，对地观测正常工作模式下拍摄的地物可见光全色图像表明，成像幅宽和分辨率等指标均达到设计要求，图像清晰。　　此外，中科院工程热物理所研制的无机材料太空固化验证平台，也已在SATech-01卫星上开展材料的在轨加热测试。结果表明，无机材料已基本固化，未发生结构损伤，该项测试将为未来建造大型充气展开式柔性太空舱提供技术储备。　　除上述有效载荷外，地球磁场精密测量仪（CPT）、展开式辐射器、先进热控材料等一些新材料、新技术验证载荷也已陆续在轨开机，将获得测试结果。　　“一个月的在轨测试获得如此多的科学成果，令人振奋，也说明这种新技术的快速验证思路非常正确。”创新X系列卫星首席科学家、中科院微小卫星创新院研究员龚建村说。　　据了解，SATech-01卫星于7月27日12时12分由“力箭一号”火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。未来，中科院微小卫星创新院与运载火箭方将联合建立“航班式”新技术飞行验证模式，提供常态化、开放式、低成本服务，助力越来越多的科学成果从实验室走向太空。

近日，中科院高能所自主研制的球面弯曲分析晶体取得突破性进展，助力高能同步辐射光源（HEPS）高能量分辨谱学线站建设。针对国内高压科学、能源材料等多学科的学科优势，为满足广大用户需求，HEPS高能量分辨谱学线站正在设计建造一台具有先进国际水平的X射线拉曼散射（XRS）谱仪—“乾坤”。其中，球面压弯分析晶体基于罗兰圆几何条件，将特定能量的X射线聚焦至探测器上，是XRS谱仪的核心光学部件。聚焦面形精度和高能量分辨是球面弯曲分析晶体的两项极为关键，又互相影响的技术指标，因而极具挑战性。“乾坤”谱仪采用6组模组化分析晶体阵列，由90余块半径1m的分析晶体构成，其晶体能量分辨的设计指标与电子-空穴态寿命展宽数量级相当，达到ΔE/E~10-5，球面弯曲面形精度满足1:1聚焦需求。在HEPS工程指挥部的部署下，HEPS高能量分辨谱学线站团队与光学设计、光学机械、光束线控制系统相关人员，联合多学科中心晶体实验室积极攻关。线站核心成员郭志英、多学科中心晶体实验室刁千顺，经过多年技术攻关和反复尝试，不断改进优化分析晶体制备工艺，最终探索出兼顾能量分辨与聚焦特性于一体的球面弯曲分析晶体制备方法。今年10月2日-5日，项目团队在北京同步辐射装置（BSRF）1W2B线站上，采用Si(111)双晶单色器Si(220)切槽单色器两次单色化、毛细管微聚焦的光学配置，利用自研三元谱仪样机，对谱仪单模组内15块分析晶体（图1），采用EPICS-Bluesky控制系统实现单色器联动扫描，开展了批量、高精度指标测试（装置见图2）。优化后入射能量带宽实现高分辨，达到半高全宽0.8eV@9.7keV，分析晶体自身能量分辨（图3）达到半高全宽~1eV@9.7keV，与理论预测值相当，聚焦特性得到充分验证(图3、图4)，各项指标全部满足工程设计需求。HEPS高能量分辨谱学线站是我国首条专注于硬X射线非弹性散射谱学实验的线站，聚焦核能级超精细结构、声子态密度、芯能级电子跃迁和价电子激发的探测，主要提供核共振散射（NRS）、XRS、共振非弹性散射（RIXS）等谱学方法，服务于量子科学、能源科学、材料科学、凝聚态物理、化学、生物化学、地学、高压科学、环境科学等多学科前沿研究。其中，XRS是一种基于X射线非弹性散射原理的先进谱学实验技术，欧洲ESRF （72块分析晶体）、美国APS（19块分析晶体）、日本SPring-8（12块分析晶体）、法国SOLEIL（40块分析晶体）、英国Diamond光源等光源已建成或规划建设XRS旗舰线站。由于非弹性散射截面极小，比X射线吸收截面小4~5个量级，XRS实验技术需要高亮度光源以增加入射光子通量，同时也需要大立体角谱仪提高探测效率，而大立体角探测需要多块发现晶体实现。首批分析晶体的指标通过在线测试，将满足大批量分析晶体加工的工程需求，对HEPS“乾坤”谱仪、高能量分辨谱学线站的实施都具有里程碑意义。值得一提的是，该类型分析晶体的工艺也已经用于多种类型谱仪分析晶体的研制。接下来，该团队将高质量完成其余模组分析晶体的批量加工，同时，将致力攻关无应力高能量分辨分析晶体的研制。晶体研发工作还获得先进光源技术研发与测试平台PAPS的支持，BSRF-1W2B、3W1、4W1A、4W1B线站提供机时。图1. HEPS自研分析晶体图2. 分析晶体测试装置，其中，左图给出了散射光和分析晶体分析光路示意图图3 分析晶体测试结果，左上为4#晶体能量分辨率实验结果和拟合曲线，左下为三块晶体在探测器上的聚焦光斑，右侧为分析晶体能量分辨率批量测试结果图4 扫描单色器能量时探测器上的光斑变化情况图5 测试人员合影

项目编号：ZZ0134-G22HZ0286项目名称：焦斑全自动X射线单晶衍射仪采购预算金额：290.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：290.0000000 万元（人民币）采购需求：焦斑全自动X射线单晶衍射仪1套合同履行期限：合同生效后300天内本项目( 不接受 )联合体投标。

项目编号：ZZ0134-G22HZ0286项目名称：焦斑全自动X射线单晶衍射仪采购预算金额：290.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：290.0000000 万元（人民币）采购需求：焦斑全自动X射线单晶衍射仪1套合同履行期限：合同生效后300天内本项目( 不接受 )联合体投标。

要想在摄影和光学显微镜中产生清晰的图像，消色差透镜必不可少。它们可以确保不同颜色，即不同波长的光，能够清晰聚焦，从而消除模糊现象。直到现在才开发出一种用于X射线的消色差透镜，这一事实乍一看可能令人惊讶，毕竟可见光消色差透镜已经存在了200多年。它们通常由两种不同的材料组成。光线穿透第一种材料，分裂成光谱颜色，就像穿过传统的玻璃棱镜一样。然后，它通过第二种材料来逆转这种效果。在物理学中，分离不同波长的过程称为“色散”。然而，瑞士保罗谢勒研究所（PSI）X射线纳米科学与技术实验室X射线光学与应用研究组负责人、物理学家克里斯蒂安大卫解释说：“这种适用于可见光范围的基本原理并不适用于X射线范围。”对于X射线来说，没有哪两种材料的光学性质在很大的波长范围内有足够的差异，从而使一种材料可以抵消另一种材料的影响。换句话说，X射线范围内材料的色散太相似了。此次，科学家没有在两种材料的组合中寻找答案，而是将两种不同的光学原理联系在一起。这项新研究的主要作者亚当库贝克说：“诀窍是意识到我们可以在衍射镜前面放置第二个折射镜。”PSI用已有的纳米光刻技术来制造衍射镜，并用微米级的3D打印制造出折射结构，成功开发出用于X射线的消色差透镜，解决了上述问题。X射线消色差仪的概念和试验装置为了表征他们的消色差X射线透镜，科学家们在瑞士同步辐射光源使用了一条X射线光束线，还使用光刻技术来描述X射线光束，从而描述消色差透镜。这使得科学家们能够精确地探测到不同波长的X射线焦点的位置。他们还使用一种方法对新透镜进行了测试，这种方法将样品以小光栅步移过X射线束的焦点。当X射线束的波长改变时，用传统X射线透镜产生的图像变得非常模糊。然而，当使用新的消色差透镜时，这种情况就不会发生。使用消色差仪演示不同能量的STXM成像X射线束轮廓的演变，其能量用X射线照相术测量消色差透镜和单个FZP（能量范围从5.6keV到6.8keV）多色X射线聚焦模拟该研究成果已发表在近期的《自然通讯》上。文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28902-8DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28902-8

项目编号：0773-2240SHHW0149项目名称：华东师范大学双微焦斑X射线单晶衍射仪项目预算金额：400.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：400.0000000 万元（人民币）采购需求：设备名称：双微焦斑X射线单晶衍射仪；数量及单位：1套；简要技术参数：2.1、二维面探测器1）采用全新半导体二维成像技术★2）探测器有效面积不小于10cm×14cm其余内容详见本项目招标文件。合同履行期限：自合同签订之日起300天内本项目( 不接受 )联合体投标。

p 　　光学系统的应用范围主要在制造工业。由于需要聚焦(射线引导)镜头，目前在医疗或航天技术方面的应用还常常受限。因为新的脉冲激光源产生的辐射强度，超过常规的玻璃透镜和阵列器件。石英玻璃或钻石等替代光学材料则能提供更好的传输性能，耐受高辐射强度和机械环境影响的能力更强。然而，要加工这些材料很难，而且对自由成型镜头的质量检测大多只能依赖抽样进行。 /p p 　　德国弗劳恩霍夫制造技术研究所(IPT)近日称，将承担由德国教研部资助的“数字光子生产”研究园区子项目“MaGeoOptik”，研究如何能使要求苛刻的石英玻璃或钻石聚焦镜头的生产成本降低、质量更高，从而开拓新的更大的光学产品市场。这种镜头主要用于高功率激光器。 /p p 　　研发内容分三部分：一是研制石英玻璃镜头的高精度模具。迄今为止，精密光学器件主要通过研磨和抛光技术生产，但也可通过冲压加工工艺，采用高达1400℃的温度，以复杂的几何形状被制成。“MaGeoOptik”项目的核心是研究这种高温玻璃的性能，并结合新的模具替代材料，如碳化硅或氮化硼陶瓷以及玻璃碳。 /p p 　　二是制定新的钻石镜头抛光控制方案。目前，制造单晶金刚石光学元件只能通过研磨工艺，因为其结构特性，这种极硬的材料很难被改造，因此，磨具在加工过程中磨损严重。研发人员计划研发新的应用模型，制定相应的机轴控制软件方案，使得生产具有复杂几何形状的钻石镜头更快，成本更低，更适应商业市场。 /p p 　　三是建立对超精密自由成型镜头的100%无损检测方法。该方法将是一种新的高精准的光学测量系统，用于检测由石英玻璃或钻石制造的镜头的特性。与现有的触摸式方法相比，该方法的测量速度可提高六至十倍。此外，该方法可在生产现场直接使用，并能被集成到自动化生产过程中。 /p p 　　该项目的研究结果不仅可用于测试高功率激光器及其它未来应用领域的光学新材料，而且符合工业用途。 /p

掠入射X射线衍射是一种用于薄膜材料结晶结构表征的高级测试方法，具有可以消除或减小基底信号的影响、增强衍射信号、得到薄膜的三维结晶结构信息等优点，目前被广泛应用于功能薄膜材料的研究中。7月18日，中国科学院长春应用化学研究所张吉东研究员将于第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会期间分享报告，介绍掠入射X射线衍射的原理和测试方法以及数据分析方法，并结合其在有机高分子薄膜材料中的典型性结果展示该方法的应用。关于第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会为促进相关人员深入了解X射线衍射技术发展现状，掌握相关应用知识，仪器信息网将于2023年7月18日组织召开第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会，邀请业内技术和应用专家，聚焦X射线衍射前沿技术理论、分析方法、热点应用领域等分享报告，欢迎大家参会交流。会议详情链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/xrd2023

LIGA 是德文的制版术Lithographie，电铸成形Galvanoformung 和注塑Abformung 的缩写。自20世纪80年代德国卡尔斯鲁厄原子核研究所为制造微喷嘴创立LIGA技术以来，对其感兴趣的国家日益增多，德、日、美相继投入巨资进行开发研究。该技术被认为是最有前途的三维微细加工方法，具有广阔的应用前景。与传统微细加工方法相比，用LIGA技术进行超微细加工有如下特点：1.可制造有较大深宽比的微结构。2.取材广泛，可以是金属、陶瓷、聚合物、玻璃等。3.可制作任意复杂图形结构，精度高。4.可重复复制，符合工业上大批量生产要求，成本低。LIGA的基本工艺流程如下：x射线掩模制作首先用电子束或激光对薄光刻胶进行第一次曝光，制成初级掩膜，然后经过显影、电镀等工艺步骤制成初级微结构掩膜板（此掩膜板本质上已经是一个高度较低的微结构）。对于高深宽比微结构，需要进一步制备额外的高深宽比掩膜板。X射线光刻(Lithographie)借助上述的初级微结构掩膜板，在厚光刻胶上用X射线进行曝光，然后经过显影、电镀等工艺步骤制成中级微结构掩膜板。由于同步辐射设备KARA(原ANKA)提供的平行x射线束，可确保高纵横比和光滑的侧壁。电镀(Galvanoformung)将上述步骤获得的光刻胶模具置于金属电镀液中进行电镀，即可实现高纵横比、高精度结构的金属零件。聚合物成型(Abformung)为了复制聚合物基板上的精密结构，可以使用上述工艺制作注塑和热压花用的模镶件。可实现微聚合物结构的精确复制。因此LIGA工艺制造的微结构聚合物和金属零件在x射线光学领域有着广泛的应用，包括在在科研机构和工业领域。 在之前的文章中我们介绍了LIGA工艺制造的光栅在X射线相衬成像领域的应用。今天我们准备给大家介绍它在X射线显微学中的应用。X射线显微学目前基于X射线光管的纳米成像的主要结构有两种技术路线(基于同步辐射的CDI等成像技术，今天暂不做讨论)： 1.投影几何放大技术2. 基于菲涅尔波带片的扫描透视显微技术或全场透视显微技术等全场透视显微光路扫描透视显微技术上述方法中的Condenser lens通常使用复制技术、或者玻璃毛细拉伸技术来实现；用于聚焦或目镜的菲涅尔波带片（FZP）通常使用电子束光刻和干法刻蚀等复合技术来加工，今天我们着重介绍一下使用LIGA技术加工光束截止器（central stopper 或者central beam stop）和级次选取针孔Order select aperture。 X 射线波带片结构为一系列明暗相间的同心圆环，如上图所示中，每个环带的面积相等，这些明暗相间的圆环分别使用入射X射线透明与不透明的材料，从而使通过相邻透过或不透过的光程相差一个波长，从而在焦点上发生透过不同环带的相同位相光线的叠加。在扫描透视显微光路中为保证只有一阶衍射光入射到样品上，所以选用使用适当尺寸和吸收体厚度的级次选取针孔（OSA）和光束截止器（Central beam stopper）及其他们放置的位置是非常有必要且关键的。基于成熟的LIGA技术，Microworks公司制造一批多功能、性价比高且性能优越的级次选取针孔（OSA）和光束截止器（Central beam stopper）。光束截止器（Central beam stopper）基本参数吸收材料金厚度80µmBeamstop尺寸10 µm to 160 µm，间隔10 µm开口尺寸650 µm载体薄膜自支撑结构，每个圆柱体由3个宽2.5µm的薄鳍支撑。总尺寸4.5mm*4.5mm安装建议光束截止器非常稳定，可以使用简单支架夹持制作过程视频展示级次选取针孔（OSA）同时我们可以根据您的要求定制孔径和光束截止器。选项包括特定形状、大小、高度和或者特定的阵列等。北京众星联恒科技有限公司作为Microworks公司中国区授权总代理商，为中国客户提供Microworks所有产品的售前咨询，销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供高端的x射线、极紫外产品及解决方案。参考文献：Ohigashi, T., et al. (2020) A low-pass filtering Fresnel zone plate for soft x-ray microscopic analysis down to the lithium K-edge region. Review of Scientific Instruments.李艳丽, 陈代谢, 孔祥东, 门勇, 韩立. X射线波带片的应用及制备[J]. 纳米技术, 2019, 9(2): 41-54.http://x-ray-optics.de/index.php/en/

Webinar仪器信息网：网络讲堂X射线衍射技术是通过对物质进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得物质的成分、内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。物质结构分析尽管可以采用中子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法，但X射线衍射技术是最有效、应用最为广泛的手段，应用范围已渗透到物理、化学、地球科学、材料科学以及各种工程技术科学中。仪器信息网将于2022年7月15日组织“X射线衍射技术及应用进展”主题网络研讨会。在X射线衍射分析中，不同靶材的特征辐射会激发与之对应的某些元素极强的荧光效应，引起测试数据整体背景偏高，弱衍射峰检测灵敏度降低，干扰样品的精确分析。马尔文帕纳科在锐影衍射仪上搭建了独特的高清光路，以准单色化入射光路模块BBHD或聚焦光反射镜模块配合全新的全波长能量色散检测器1Der，为用户提供全元素无荧光干扰的高质量衍射数据。高清光路技术适用于衍射仪中常用的铜、钴、钼、银等靶材，用户可根据样品情况自由选择靶材，获得最佳可能测试结果。此外，传统台式衍射仪受体积限制，一般仅用于常规粉末衍射测试。马尔文帕纳科新一代台式衍射仪Aeris可配备基于PreFIX预校准概念设计的薄膜掠入射附件和透射衍射附件，将样品测试范围拓展至多晶薄膜、高分子、药物等受困于择优取向的轻吸收样品，为空间受限的用户提供更多选择。7月15日（周五），马尔文帕纳科将参与仪器信息网网络讲堂“X射线衍射技术及应用进展主题网络研讨会”，由XRD产品经理王林博士为大家带来《X射线衍射技术多功能化在不同衍射系统上的发展》为主题的报告，向您介绍不断发展的功能附件搭配PreFIX专利技术，解锁立式或台式XRD的新技能。主题网络研讨会现已开放报名通道，期待您的关注和参与！■ 会议日期：2022年7月15日（周五）■ 会议时间：09:30-17:00■ 报告时间：14:30-15:00■ 活动类型：网络会议直播，需提前注册可以通过微信公众号“马尔文帕纳科”在线报名免费会议~ 报告嘉宾介绍 王 林 博士中国区 XRD 产品经理马尔文帕纳科王 林 博士，马尔文帕纳科中国区XRD产品经理。2004年毕业于清华大学物理系获学士学位，2011年于澳大利亚University of Wollongong伍伦贡大学获得博士学位，博士期间研究方向为超导薄膜材料。毕业后即加入帕纳科公司，从事XRD应用研究及技术支持。微观世界大有可为We' re BIG on small!Info关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物理和结构分析，打造出客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生切实的经济影响。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展，我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如大程度地提高生产率、开发更高质量的产品及帮助产品更快速地上市。联系我们：马尔文帕纳科销售热线: +86 400 630 6902售后热线: +86 400 820 6902联系邮箱：info@malvern.com.cn官方网址：www.malvernpanalytical.com.cn收录于合集 #XRD 12个下一篇【网络研讨会】线上线下同步直播，金属行业X射线分析技术高级培训班

近日，中国科学院空间新技术试验卫星SATech-01的首个正式发表的成果在线刊出。利用卫星上搭载的EP-WXT探路者“龙虾眼天文成像仪”莱娅( LEIA，图1)的在轨测试首光，科学家成功获得了一批天体的真实大视场X射线实测图像和能谱。这是国际上首次获得并公开发布的大视场X射线聚焦成像观测结果。该成果标志着我国率先掌握了X射线龙虾眼聚焦成像技术，并实现了在轨实验验证。首批结果以《首次龙虾眼聚焦望远镜的大视场X射线在轨观测》(First Wide Field-ofview X-Ray Observations by a Lobster-eye Focusing Telescope in Orbit)为题，发表在《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letter)上。传统的X射线聚焦望远镜观测视场很小，一般在1度以下。40多年前，国际上提出了微孔龙虾眼成像的概念，可以实现大视场的X射线聚焦成像。尽管光子接收面积远小于传统的望远镜，龙虾眼望远镜具有大观测视场的优势，可以对一个大的天区范围内天体的活动同时进行监测，是X射线时域天文学追求的下一代设备。然而，由于研制困难，这一目标长期未能实现。近二十年多来，国际上几个空间科学机构及实验室均在开展微孔龙虾眼技术的研发。以中科院国家天文台张臣和凌志兴为带头人的团队自2011年开展了关于这一技术的研发工作，通过自主创新，掌握了该技术的原理和应用，具有完全自主知识产权。在国家自然科学基金和中科院天文联合基金支持下，国家天文台与北方夜视集团有限公司合作，突破关键技术，研制出指标国际领先的微孔龙虾眼器件。在中科院空间科学先导专项的支持下，国家天文台研制出龙虾眼聚焦镜，并由中科院上海技术物理研究所集成研制出完整的宽视场X射线望远镜，作为中科院爱因斯坦探针(EP)卫星WXT载荷的实验模块之一。该设备的关键器件，包括龙虾眼聚焦镜和由大阵列CMOS传感器组成的焦面探测器，均为我国自主研发。这也是我国科学家首次将创新性的CMOS应用于空间X射线天文探测。7月27日，该实验模块(后命名为莱娅)搭载由中科院微小卫星创新研究院抓总研制的空间新技术试验卫星(SATech-01)发射升空。作为EP卫星WXT探路者，莱娅的观测视场可达340平方度(18.6度x18.6度)，是国际上首个宽视场X射线聚焦成像望远镜，其视场大小比国际上传统的聚焦望远镜提高了至少100倍。国家天文台EP卫星科学中心利用莱娅的在轨开机测试观测，首次获得了一批天体的大视场X射线实测图像和能谱。图2展示了莱娅的首光图像——对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像(左图)和地面仿真图像(右图)。结果显示，单次(约13分钟)的观测能够同时探测到多个方向上的X射线源，包含黑洞和中子星X射线双星。同时，科研人员从数据中可获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息以及天体的X射线能谱。观测结果与仿真结果高度一致。莱娅创新的、独一无二的宽视场聚焦成像能力及其所验证的龙虾眼望远镜的广阔科学潜力，引起了国际同行关注。在轨测试完成后，莱娅迄今已开展了三个多月的在轨定标实验和部分科学观测，并开始取得初步科学成果。例如，莱娅发现了一例恒星的超级X射线耀发，并引导了NASA的SWIFT和NICER空间望远镜进行跟踪观测；探测到迄今最亮的伽马射线暴的余辉辐射；完成了1/2全天X射线天图的测绘。未来，莱娅将开展常规科学观测，预计每半年可获取一次完整的全天X射线天图，发现新的X射线暂现天体和爆发天体，并将开展引力波X射线对应体的搜寻。中科院空间新技术试验卫星(SATech-01)的目标是通过快速发射验证空间新材料、新器件、新技术，助力空间科技创新；孵化出具有重大科学意义、面向国家战略需求的空间探测仪器和项目。卫星平台及载荷的经费均为自筹。莱娅的这一成果也表明空间新技术试验卫星达到了预期目标。图1.中科院空间新技术试验卫星(SATech-01)和搭载的莱娅龙虾眼望远镜，搭乘力箭1号火箭于7月27日在酒泉发射(图片来源中科院)。图2.莱娅对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像(左图)和地面仿真图像(右图)，左右图的观测时长同为798s，能段为0.5-4 keV，视场18.6度x18.6度。(左图中标记为4U 1826-24的源是捕捉到的一个变亮的中子星X射线双星)。