[发明专利]一种Schwarzschild物镜焦平面定位装置及定位方法

说明书

本发明涉及一种Schwarzschild物镜焦平面定位装置及定位方法，所述定位装置包括：LED照明组件，产生LED光并聚焦；样品移动组件，设置于LED照明组件和Schwarzschild物镜之间；铝薄膜样品，固定于样品移动组件上，用于承受激光等离子体光源聚焦辐照损伤和LED光背光照明；反射组件，与真空连接管连接，并插入真空连接管内；探测组件，与真空连接管连接，用于根据所述反射组件反射的光路进行铝薄膜样品成像，确定Schwarzschild物镜的焦平面，所述探测组件和反射组件位于真空连接管的两侧；计算机，分别连接样品移动组件和探测组件，控制样品移动组件的运动，并接收探测组件的成像信号。与现有技术相比，本发明具有定位精度高，实验效率快等优点。

技术领域

本发明涉及薄膜材料极紫外辐射损伤领域，尤其是涉及一种Schwarzschild物镜焦平面定位装置及定位方法。

背景技术

在薄膜材料极紫外辐射损伤实验中，基于激光等离子体光源与Schwarzschild(施瓦兹希尔德)物镜相结合的方法搭建了一套薄膜材料极紫外辐射损伤实验平台，该实验平台中的Schwarzschild物镜工作在极紫外波段，数值孔径为0.2，放大倍率为20，焦深为20μm。为了将实验样品精确地放置于Schwarzschild物镜焦平面上，以获得最大的极紫外光能量密度，这就需要搭建一套精确定位Schwarzschild物镜焦平面的装置。由于Schwarzschild物镜的焦深仅为20μm，因此，要求实验样品在Schwarzschild物镜焦平面的定位误差在5μm范围以内。

目前，国外定位Schwarzschild物镜焦平面通常采用以下两种方法：刀口法测像面光斑大小和LiF色心实验确定焦平面。文献“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)公开了刀口法测像面光斑大小方法，具体是在沿横切光束传播方向上，利用刀口的边缘的平移来逐步地遮蔽光束，通过测量透过Schwarzschild物镜的激光强度大小，得到刀口边缘的位置函数，对该函数一阶求导就可以得到光束横截面的分布信息，由此确定Schwarzschild物镜像面光斑大小，并通过测量不同焦深位置处的光斑大小来定其聚焦平面位置。文献“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)公开了LiF色心实验，具体是沿光束传播方向移动LiF样品，在不同焦深位置处对其进行激光辐照损伤实验，LiF材料受激光辐照损伤后其表面会产生色心，利用荧光共聚焦显微镜可以观测到LiF样品的色心产生的可见光光斑大小，通过分析其色心光斑大小的变化趋势来确定Schwarzschild物镜焦平面的位置。