[实用新型]一种软X射线光源

说明书

本申请公开了一种软X射线光源，包括真空靶室、制冷腔和喷嘴，制冷腔和喷嘴容置于真空靶室内，喷嘴设置于制冷腔上，支撑板设置于真空靶室上，支撑板上设置有穿过支撑板的制冷剂入口管道、制冷剂出口管道和工作气体管道，制冷剂入口管道和制冷剂出口管道分别与制冷腔连通，工作气体管道穿过制冷腔并与喷嘴连接；三维位移机构包括第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器，第一位移调节器、第二位移调节器以及第三位移调节器均设置于支撑板与真空靶室之间并分别控制支撑板沿相互垂直的三个方向移动。本申请可以实现在X、Y、Z三轴方向上调节喷嘴位置，提高软X射线的性能。

技术领域

本申请涉及软X射线领域，更具体地涉及一种软X射线光源。

背景技术

X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为0.01～100埃米，介于紫外线和γ射线之间，具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质。波长越短的X射线能量越大，也称之为硬X射线，波长长的X射线能量较低，被称为软X射线。通常，波长小于0.1埃米的称超硬X射线，波长在0.1～10埃米范围内的称硬X射线，波长在10～100埃米范围内的称软X射线。

近年来，软X射线在很多科学领域得到了广泛的应用，特别是在软X射线显微成像与软X射线投影光刻技术等领域中，对低碎屑、高亮度、高稳定性的软X射线光源的需求日益强烈。另外，在原子光谱学、分子光谱学、等离子体物理学等学科中，常常会需要软X射线光源作为实验必需的手段，因此，软X射线光源的应用需求一直处于快速上升的趋势。

最早的激光等离子体软X射线光源使用的是固体金属靶，这种靶会产生较多的金属碎屑，这些碎屑可能会对靠近光源的光学器件造成破坏，使其无法发挥正常功能，极大降低了功效，导致实验或仪器中的光路无法正常工作。因此，随着技术的进步，液体微流靶开始广为使用。现有技术中主要通过半导体制冷装置与通有工作气体的管道相接触来实现气体液化，这种制冷装置存在两点不足：第一，对于一些液化点较低的工作气体(比如，氮气，常压下液化点-196℃)来说，半导体制冷装置的制冷能力无法达到将其液化的程度，即便是在高压之下；第二，制冷装置的效率不高，采用了螺旋式的通气管道与半导体制冷片之间通过金属导热板相接触，传热的效率并不高，这使得通气管处的温度难以与制冷片的温度保持一致。对于大多数液化点较低的工作气体，即使在成功液化之后，由于蒸发冷凝效应会产生固氮结晶，使得低温液流很难维持稳定的喷射。

同时，现有技术中的液体微流没有专门的收集装置，仅在液流垂直位置正下方的腔体底部有一处连有空泵管道，使得真空靶室内的真空度无法维持在很高的水准。由于软X射线属于低能X射线，波长较长，在空气中的吸收很强，真空靶室内真空度的不足会使激光等离子体所产生的软X射线被部分吸收，光源的光强将会削弱。

另外，现有技术中使用的均是结构固定、不可调节的液体微流靶装置，喷嘴的位置在安装完成之后是固定不可调的，许多软X射线的应用，如软X射线显微镜中，要求光源具有高度的几何对称性，若光源装置在加工中存在误差或者由于仪器老化导致喷嘴位置出现偏差，将会直接影响到仪器的应用，降低应用性能。

总之，现有技术中的液体微流靶激光等离子体软X射线光源中存在着液体微流靶的制冷性能不足、液流的稳定性较差、激光等离子体的尺寸、空间稳定性以及亮度等性能较差等问题，难以满足应用需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种软X射线光源，从而解决上述技术问题中的至少一种。