光谱辐射标准和计量

光谱辐射标准和计量周洪军2009年4月正入射分支由超环面前置镜和Seya-Namioka型单色器组成,完成60-400nm谱段的计量实验任务。该束线由前置镜加正入射单色器构成，光路如图2所示。前置镜距光源点10m，水平接收角1mrad，垂直接收角1mrad。同步辐射入射角30，单色器为1mSeya-Namioka型，2块光栅可以覆盖60nm～400nm，该束线光学元件的参数见表2。前置镜的旋转完成SR和待标定光源的测量。待标定光源与前置镜距2m，因此SR与待测光源的像点不一致，通过单色器的平移达到两束光均成像在入射狭缝处。Seya-Namioka正入射光束线图2.正入射光路图表2Seya-Namioka束线光学元件参数表

序号面形面形参数mm斜率误差弧秒表面粗糙度nm线密度L/mm有效尺寸mm毛坯材料膜层入射角(o)光谱范围nm1超环面R=1065.88ρ=799.413230×30×12.5熔石英SiC3060-1202超环面R=1065.88ρ=799.413230×30×12.5熔石英Al＋MgF30120-4003球面R=998.822120030×50熔石英SiC70.2560-1204球面R=998.82260030×50熔石英Al+MgF70.25120-400*球面复制闪耀光栅正入射分支偏振器由于被标定的光源和同步辐射的偏振特性不一致，在定标过程中需要确定偏振特性的影响，因此在单色器与出缝之间加入一偏振器，通过偏振器绕光轴旋转90°，分别测得两种状态的光电流I(90°)和I(0°)，由下式得到偏振器在同步辐射测量过程中的偏振系数和测量氘灯过程中的偏振系数：两种状态下的光电流I要用束流进行修正，因为储存环束流是一直衰减的。偏振器SR正入射光束线实验站设备

传递标准源－氘灯探测器－光电倍增管氘灯结构示意图气体电离室

计量线上安装的是VUV/EUV无窗、流气式电离室，可作为标准探测器（PrimaryStandard)。标定传递标准探测器最简单直接的办法是将其与初级标准探测器在可调单色光源上比对。电离室的工作原理是基于入射光通过电离室内的气体时，光子被气体原子吸收，气体原子被电离，产生离子－电子对，通过测量光电离离子电流就可以得到入射光的辐射通量（绝对光强），并由此得到光谱辐射强度。Samson单电离室

假设I0为经过单色器出射狭缝后入射光的辐射通量，I为经过电离室后光束的辐射通量。i为测量到的电离室信号，电流的单位为安培。则光电产额(不考虑二次电离）:这种电离室的主要优点是不需要测量气体的吸收系数。e

为电子电荷Samson双电离室-绝对光强测量n为气体的原子数密度为气体的吸收常数为气体的光吸收截面e为电子电荷。在30-95nm，近似为1。改进的双电离室

前端、两收集极之间不加保护环，而使阳极与光阑片等电位（L1=0，L2=L=d

），这样一来：或者：吸收系数μ为：光子能量较低，与气体原子的第一电离能接近发生多重电离、多次电离的几率都很小在VUV和极软X波段:光电转换产额基本接近于1(Ep250eV)，即：每个光子可以产生一个离子-电子对真空紫外波段(VUV）气体电离的特点md=snd=ln(i1/i2)我们采用的双电离室结构L1=LL2-L1=dL1L2d计量站电离室几何结构图

电离室采用偏心圆筒式双电离室结构。

探测器主体与标定装置一体化。差分段电离室主体标定装置电离灵敏区电离灵敏区电场电离室主体采用偏心圆筒式设计，使电离室灵敏区电场相对较弱，从而减小二次电离的影响。同时为调光准直方便，使机械中心线与光轴重合。气体电离室外观电离室测量仪器电离室的坪曲线11.ReflectanceSpectraofSingleMaterials ByW.R.Hunter所给出的是由光学常数计算得到的一些单一材料的反射比。其优点是给出的波长范围宽、可为任意入射角。实测反射比则做不到。缺点是如果光学常数是错的，那么得到的反射谱也是错的。89deg0degAl是一种准自由电子金属，它的等离子区振荡约在840Å。波长长于840Å时，正入射的反射比为90％或更高。波长短于1000Å时，反射比急剧下降，在500Å时趋于0。掠入射时反射比很高。波长在500Å时反射比仍在98％-99％。在840Å时，反射比趋于最大值。反方向波长短于500Å时，反射比逐渐下降直到Al的L2，3边时为50％。波长再短时，反射比又开始增加直到8Å的K边。虚线所示是氧化铝的反射谱。氧化层厚度约为30Å。AlSi也是一种准自由电子材料，它的等离子区振荡约在760Å。其正入射的反射谱和Al的很相似，反射比值较低（70％）。掠入射时反射比很高。在760Å时，反射比趋于最大值。反方向波长较短时，反射比逐渐下降直到Al的L2，3边时为30％-40％。波长再短时，反射比又开始增加直到6.7Å的K边，反射比又开始急剧下降。当波长长于760Å时，Si的掠入射反射比开始显示偏振的两部分。垂直偏振的反射比仍然很大，而水平偏振的反射比减小。虚线所示是氧化硅的反射谱。氧化层厚度约为30Å。Si89deg0degC常常不是被用来做反射膜，而是作为镀层上的污染物来研究。C污染在同步辐射设备上尤其严重。左图所示为C的反射谱。正入射时反射比很低，但是在掠入射时，50Å以上的长波和30-8Å之间反射比都很高。在44Å的K边使反射比急剧下降。这一下降出现在C污染的反射面上，由于损失了束流强度使得在44Å附近的测量很困难。波长短于、或长于K边时，适当厚度的C层可以增加反射比，但是有C污染时首先表现的是反射比降低，因此C污染层的厚度不可能让其达到反射比增加的程度。C89deg0degSiC尽管在真空系统中碳是一种不受欢迎的材料，但是SiC确是一种非常有用的反射材料。如图所示，正入射时，在600-2000Å有比较高的反射比；掠入射时在7-2000Å有很高的反射比。由于Si的L2，3和C的K边存在，掠入射的反射比并不光滑。SiC在SR实验和太空极紫外研究中都是一种很好的材料，其重量轻、导热好且机械上不易损坏。89deg0deg16.WindowsandFilter ByW.R.Hunter窗和滤片的共同特性是传输一定能量的光谱和承受一定的压力差。传输滤片有三种不同的形态：电介质、薄膜和气体电介质：很多具有大的能带隙的绝缘体可以用作传输滤片。其传输范围从红外、近红外到易被吸收的VUV。Materialc(Å)Thickness(mm)Solubility(g/100cm3water)LiF10453.00.27MgF211303.00.0076CaF212201.00.0016LaF212451.1?BaF213400.80.12Syntheticsapphire14252.5InsolubleCulturedcrystalSiO214551.1InsolubleFusedSiO215251.3InsolubleTable.ShortWavelengthCutoff,orTransmittanceLimit,at20CofDielectricFilterMaterialsfortheVUV,normalincidenceCutoffWavelength:thatwavelengthatwhichthetransmittancehasdropedto0.5%.同一块人造石英晶体、沿不同晶向切出来的厚度为1mm的样品的传输比光辐照对传输比的影响Measuredtransmittanceof3-mm-thickLiFandMgF2platesbefore(solidlines)andafter(dashedlines)irradiationwith1-MeVelectronsasafunctionofwavelengthfrom1000to3000Å.DoseforLiF=2x1014electrons/cm2,andforMgF2

=1x1015electrons/cm2.研究人员早就知道辐照损伤介质材料。Heath和Sacher已经研究了大量的VUV传输介质材料，包括LiF和MgF2，以确定能够用在卫星上适应于太空环境的介质材料。在氟化物中，高纯的BaF2抵抗射线的能力最强。人造蓝宝石受电子轰击的影响最小，仅颜色稍有变化（浅褐色），传输率没有变化。辐照后融石英颜色没有变化，但是波长短于3000Å的传输比降低约10％。薄膜－ThinSolidFilmsasTransmittingFilterMeasuredtransmittanceofanumberounbackedthinmetalfilmsasafunctionofwavelength1918年，Wood发现钠和钾对真空紫外光具有传输性，进一步的研究显示碱金属都具有对VUV的高传输性性质。接下来人们对各种金属薄膜的传输性进行了大量的研究实验。Tomboulian和Bedo测量了Be、Mg、Al在50-500Å的性能和Si及Ge在软X射线范围的性能。Hunter等研究了Al、In、Bi、Si、Mg和Ge。Codling等研究了Sn，等等。左图所示是一些常用自支撑金属的典型的传输比。说是自支撑金属膜，但是这些膜一般做在一个支撑架上或常常做在金属网上，如Ni网。气体-GasesasTransmittingFilterElementIonizationpotential(eV)Wavelength(Å)H13.598912He24.587504N14.534853O13.618910Cl12.968956F17.423712Ne21.564575Ar15.760787Kr14.000886Xe12.1301022Elementgasesthatmigthbeusefulasfilter,Theirfirstionizationpotential,andtheequivalentwavelengthinÅ气体是很好的传输媒介。但是在一些孤立的波长处气体的吸收很严重。在VUV范围内，这种波长出现的越来越频繁直到电离限。某种气体对所有短于其电离限波长的所有波长都有很强的吸收。左图所示，给出了一些常见气体的第一电离限及其相应的波长。原则上这些气体都可以用作吸收短于其电离限的光谱。但是实际应用时要考虑氢、氮、氧、氯、氟通常是以分子态存在，其吸收谱复杂，不能仅仅考虑其原子的电离限。另外氯、氟是活泼气体，会损坏精密的光学元件。Absorptionspectrumoftheraregasesfrom1000-280Å.TheverticallinesintheAr,Kr,Xespectrarepresentregionsofautoionization.(1967,J.A.R.Samson)左图所示是1000-280Å稀有气体的吸收谱。吸收系数可能会有更新，但是曲线的形状是一样的。Ar、Kr、Xe谱上的一些竖直线是自电离发生区域。自电离区域的吸收系数会急剧下降。如果这些气体用来吸收所有较短波长的谱，就要有足够的压力使自电离区域的谱能够完全被吸收。

连续光谱的同步辐射光通过入射狭缝照射到光栅单色器后，在出射的单色光中总是不可避免的参杂有基波的高级次谐波n=/n，因为根据光栅方程可知，这些高次谐波经过单色器光栅分光也在同样的方向上发生衍射。

计量站要求提供给实验用的光谱要尽可能的纯。光谱的纯度直接影响着定标精度和光学元件性能测试准确性。因此需要定量的了解高次谐波占基波的比例，采用简单有效的手段滤除高次谐波、提高光谱纯度。计量线高次谐波的定量研究计量线SGM分支光学结构计量线的掠入射分支由超环面前置镜(TM1)、入射狭缝(S1)、球面光栅单色器（SGM）、出射狭缝(S2)和超环面后置镜组成(TM2)。SGM有三块Laminar球面光栅(SG)分别是1800、600、200l/mm,覆盖的波段分别是5-12nm、12-34nm和34-140nm。

研究方法

采用透射光栅(TG)分光，探测器(PD)做角度扫描记录衍射峰信号强度曲线，以此估算高级次光在某一波段所占的比例。

透射光栅是本室自制的金膜、自支撑、抑制偶级次的840L/mm光栅，光栅的占空比为1：1，厚度为400nm左右，有效面积为1x5mm2

。探测器为IRD公司AXUV100G，为了提高分辨率，在探测器前装有1mm左右的狭缝。在5-140nm范围内，短波时TG的衍射效率约为30%左右,长波时的衍射效率约为50-60%。840l/mm透射光栅的电镜照片

而由理论计算可分别得到不同波长时各级次的衍射角。由光栅方程：T

为SR的入射角；T为衍射角；d为透射光栅常数；m为衍射级次；为入射波长。由于SR是垂直入射到光栅上的，故T＝0；透射光栅为840线/mm，故d＝(1000/840)um,由此得到：将T

和实际测得的进行比较就可知是基波的几级衍射或高次谐波的几级衍射。

研究方法

在测试时将TG放在Axis位置，这时探测器绕样品台轴Axis转过的角度就是衍射角。短波长（5－30nm）时用3000l/mm透射光栅。透射光栅与探测器的相对位置结构和尺寸TGDetectorAxisSR研究方法上图中可以很明显、清晰的看出，一组组的峰群分别是单色器1800G所给定的波长（5.5nm-11.5nm,Step=2nm)的一级、三级衍射。偶级次被抑制，高次谐波所占的比例很小，不放大几乎看不到高级次的衍射峰。5-30nm的高次谐波m=1,n=1m=2,n=1m=3,n=1m=1,n=1=7.5nm=11.5nmm=1,n=1m=3,n=1单色器光栅为1800G，波长为10nm和12nm时，有Zr滤片和无Zr滤片的比较。放大放大一级三级10、12nm有无Zr滤片的比较单色器光栅为600G，波长为15m时，有Zr滤片和无Zr滤片的比较。从图上可以看出高级次仍然存在。因为15nm的高级次7.5nmZr滤片无法滤除。（透射光栅在滤片位置）一级衍射峰三级15nm有无滤片的比较m=1,n=1m=3,n=1/2的一级衍射/3的一级衍射放大从测试曲线图上可以看出高级次占了相当的比例，特别是在20nm附近。故在这一波段范围要寻找合适的滤片来消除高级次的影响。15-30nm无滤片高次谐波13-20nm时用Si3N4+Mo+Si滤片可以有效的滤除高级次m=3,n=1三级m=1,n=1m=1,n=112-22nm有Si3N4滤片高次谐波单色器光栅为600G，波长为20nm，25nm和30nm时，有AL滤片和无AL滤片的比较。从曲线上可以看到，高级次得到较好的抑制。黑色曲线为无Al滤片时测得。25nm30nm20nmm=1,n=1m=1,n=1m=1,n=120-30nm有无Al滤片的比较不同波长应选取的相应滤片Wavelength5-9nm10-12nm13-20nm20-34nmFilter-ZrSi3N4+Mo+SiAl5-34nm波段的测试结果总结m=1,n=135-140nm高次谐波的研究m=1,n=1m=1,n=1m=1,n=1m=1,n=1m=1,n=2m=1,n=4m=1,n=3单色仪输出波长为40nm时，探测器绕Axis做角度扫描得到的信号强度曲线。以此为例可以看到这时高次谐波情况比短波时要复杂的多，基波的1/2、1/3、1/4波长都有衍射峰。更长波长时高次谐波的衍射情况更加复杂，由于受分辨率的限制有些级次的衍射已无法分辨。40nm无滤片高次谐波WithMgF2windows117-140nmm=1,n=1m=2,n=1m=1,n=1130nm时有、无MgF窗的比较m=1,n=1m=2,n=1有无MgF2滤片的比较5-140nm波段无滤片时高次谐波测试结果总结不加滤片测得的高级次探测器信号占基波信号的积分面积比值。波长nm高级次/基波（两者面积比值）波长nm高级次/基波（两者面积比值）300.4978856.9780350.49189010.1978400.56989511.7399450.724410013.6246500.869910516.6032551.129411019.3227601.503111523.3033652.021712030.2334703.063313040.6091754.364414045.0528805.517030-140nm波段无滤片时高次谐波测试结果总结21曲线2为俄国P.N.LebedevPhysicalInstitute的SergeyV.Kuzin研究员在计量站用英国E2V公司生产的CCD和TG结合测得的高次谐波占基波的比例曲线。两条曲线在波长大于70nm时离散较大，可能是因为长波时基波的信号较弱，高次谐波的信号较强，CCD曝光时间差异上引起的。SergeyV.Kuzin的实验结果从侧面验证了我们的实验。TG+PD与TG＋CCD测试结果的比较TG＋CCD（120nm），withMgF2filterCCD的分辨率为1nm，TG距CCD的距离为50－60mm。右图为120nm时的CCD成像，（零级和一级衍射斑）。120nm时CCD成像不同厚度滤片对高次谐波的抑制作用不同厚度滤片对高次谐波的抑制作用波长nmNofilterAl200nmAl400nmAl600nm1756.6%16.9%001973.6%4.3%0021105.6%6.6%0023137.4%7.5%0025168.8%18.0%0027218.3%26.1%0029229.6%31.0%0031259.4%50.3%0.5%0.433282.3%81.4%1.7%1.0%波长nmNofilterAl200nmAl400nmAl600nm1722.6%6.3%001926.5%0.9%002124.8%1.8%002346.9%3.0%002567.8%5.7%002771.6%7.0%002972.1%6.7%003173.6%15.4%003372.2%26.6%0.6%0.6%表1.无滤片和有不同厚度的Al滤片时高次谐波信号强度占基波的百分比。表2.无滤片和有不同厚度的Al滤片经探测器量子效率修正后高次谐波占基波的百分比.IntensitycurvesofdetectorwithSi3N4/Mo/Sifilterandwavelengthare13,15,17nm.IntensitycurvesofdetectorwithSi3N4/Mo/Si/Mo/Sifilterandwavelengthare13,15,17nm不同厚度的Mg滤片对30-50nm波段高次谐波的抑制。AL/Mg/Al15/150/15(nm)AL/Mg/Al15/250/15(nm)光谱辐射标准和计量光束线Seya-Namioka分支标准光源比对原理和方法SGM分支探测器标准传递气体吸收截面测试反射率、透射率的测试光谱辐射标准和计量光束线的几种实验方法标准光源比对原理和方法测量原理:在储存环电子能量、强度和电子束电流已知的情况下，可以计算出在一定水平和垂直发散角内同步辐射光谱辐射功率（或称光谱辐射通量）（W/nm）。基于这一点，如果比较一定条件下同步辐射和被测光源对同一探测器（这里采用光电倍增管）产生的电流信号，就可以将同步辐射作为一个标准光源将光谱辐射亮度量值传递给被测光源。滤光片分为三片，其截止波长分别为115nm-230nm(MgF2)，200nm-320nm(熔石英)，310nm-400nm(颜色玻璃)。真空紫外偏振片采用三镜式结构，有两片Al+MgF2反射镜和一块MgF2晶体组成。光电倍增管为英国生产的MgF2窗口的9402型，响应波长为110nm-360nm。测量装置示意图

计量光阑在测量中是孔径光阑，它限制了测量光束使用的立体角，只有其发射角度的一部分辐射才能通过计量光阑进入到接收器-光电倍增管。

SD2同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准同步辐射光谱功率空间分布计算同步辐射出射示意图同步辐射是由平行偏振光和垂直偏振光组成的。根据同步辐射经典理论（H.WinickandS.Doniach,SynchrotronRadiationResearch,PlenumPress,NewYork1980），可以知道：波长为的光子，在带宽为k范围内，单位电子束流(mA)，单位水平发散角内(mrad)，在与电子轨道平面垂直夹角为时，单位时间内(sec)，平行偏振光和垂直偏振光的光子数，单位为phs/(sec·k

·mA·mrad2)(2-1)同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准其中，

——无量纲参数；

——无量纲参数；

——ModifiedBessel函数。E—储存环电子能量（Gev）；B—磁场强度（T）。根据（2-1）式及普朗克定律，可以知道波长为的光子，在带宽为1Å范围内，单位电子束流(mA)，单位水平发散角内(mrad)，在与电子轨道平面垂直夹角为时，单位时间内(sec)，平行偏振光和垂直偏振光的光子能量，单位为erg/(sec·Å·mA·mrad2)：（2-2）

其中h为普朗克常数——6.62616E-27erg·s，c为真空中光速——299792458m/s

代入N,ND积分得（2-3）

图2-4波长1000Å时同步辐射垂直角度的光谱功率分布

从图中可以看出，同步辐射具有极强的准直性，对于国家同步辐射实验室的辐射源，当垂直发散角大于4mrad后，强度就趋为零了。同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准同步辐射偏振度：

—该参数也是计算氘灯光谱辐射亮度需要的参数。（2-4）图（2-5）给出同步辐射在正入射（标定光源）线上，此时实际接收垂直发散角内(0.43576mrad)【后面部分有详述】，波长从1000Å至3500Å时的同步辐射的偏振度。

图2-5

同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准波长为的光子，在带宽为1Å范围内，单位电子束流(mA)，单位水平发散角内(mrad)，单位时间(sec)，在与电子轨道平面垂直夹角范围内，所有光子的能量，单位为erg/(sec·Å·mA·mrad)：表示为图（2-6）中的阴影部分面积。

图2-6同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准波长为的光子，在带宽为1Å范围内，单位电子束流(mA)，单位水平发散角内(mrad)，单位时间(sec)，垂直于电子轨道平面的发散角内，所有光子的能量，单位为：erg/(sec·Å·mA·mrad)：同步辐射标准源－光谱辐射亮度标准图（2-7）国家同步辐射实验室(NSRL)储存环电子能量E=0.8Gev，磁场强度B=1.2T时，波长为的光子，在带宽为1Å范围内，单位电子束流(mA)，单位水平发散角内(mrad)，单位时间(sec)，垂直于电子轨道平面的发散角内，所有光子的能量的计算结果

光谱辐射亮度标准灯—氘灯

氘灯结构及特点图2-8氘灯结构示意图当氘灯工作时，即灯丝通电加热后，发射出自由电子，阳极加上电压，这时，自由电子在电场的加速下向阳极运动。在这过程中，自由电子与氘分子发生非弹性碰撞，使氘分子处于激发态，当其返回原来的状态或较低的能态时，就以辐射的形式发出能量而发光。

氘灯的种类很多，按窗口的形式分类可以分为端窗和侧窗两种。虽然因使用的要求和加工的工艺不同每种氘灯有所不同，但其基本的结构和性质是相同的。窗口是由熔融石英、紫外透过玻璃、人造合成石英和氟化镁等材料作成。Cathodeon公司生产的V系列氘灯是一种性能非常好的灯，现在许多用户用它作紫外特别是真空紫外的标准灯。计量站用这种V系列的氘灯，其结构如图(2-8)所示。如果将光电探测器接收到的同步辐射的光谱功率定义为，产生的光电流为；光电探测器接收到的氘灯的光谱功率定义为，产生的光电流为。可知:其中为光电探测器的光谱响应度，为光谱仪的分辨函数。考虑到同步辐射光为偏振光，引入同步辐射偏振度,辐射计的偏振系数。由于，，，在整个带宽范围内可以认为是常数，而在大于165nm的范围是连续的，在带宽范围内也可以认为是常数。（在小于165nm情况下，氘灯光谱辐射功率是线谱，需要引入修正因子进行考虑。）。由此上两式可以转化为：利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

比对方法

其中利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

由于氘灯光谱功率具有如下关系：其中就是氘灯光谱辐射亮度，为接收的氘灯辐射立体角，根据几何结构有：FD2为测量氘灯时计量光阑在前置镜上的投影面积在轴线垂直位置的分量，FSR为测量同步辐射时计量光阑在前置镜上的投影面积在轴线垂直位置的分量，SD2为前置镜到氘灯的距离。dD2为测量氘灯时入射针孔到前置镜的距离。dSR为测量同步辐射时入射针孔到前置镜的距离。AD2是入射针孔投影到氘灯上的面积，存在如下关系：AEPH是入射针孔面积。由此可以得出：最终可以转化为如下公式：其中同步辐射光通量（W/Å）其中为垂直发散角(mrad)，为水平发散角(mrad)，I为同步辐射电子束流(mA)。后面将介绍如何求得垂直发散角、和水平发散角。测量装置示意图

SD2垂直发散角的确定

在实际结构中，计量光阑垂直长度a’，同步辐射光束至前置镜距离LSR是已知的，由图中几何关系可看出：利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

LSR水平发散角的确定根据几何结构

可得水平发散角：利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

由求得d由求得d’由由求得b求得b’得：利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

氘灯的光谱辐射亮度可以表示为：P()，，FSR，W()，，AEPH都是固定实验条件下的已知量

，（前面都已经讨论过了），所以我们在实验中只需测量出：（测量中要考虑同步辐射光是高度偏振的，因此要测量偏振片在水平和垂直两种状态时的参数）。光电倍增管不同波长下接收氘灯的电流信号。光电倍增管不同波长下接收同步辐射的的电流信号。

计算出SR的平面偏振度。（前面已经讨论过）计算辐射计的偏振系数。（后面将叙述）辐射计偏振系数pRad辐射计是由偏振器、前置镜和光栅组成的系统。辐射计偏振系数pRad是氘灯定标过程中必须考虑的一个参数。在紫外和真空紫外波段，辐射计在不同的波长具有不同的偏振系数，需要测量和计算得到。根据Stokes公式，辐射计的偏振系数pRad为：Phv测量辐射的偏振度：在同步辐射测量过程中：phv=pSR>0.991(SR高偏振性）在氘灯测量过程中：phv=0（氘灯非偏振光）得到辐射计偏振系数：分别代入上式并消去ppol项利用同步辐射源标定氘灯光谱辐射亮度

氘灯光谱辐射亮度测量结果

—中国计量院

反射率、透射率的测试反射率

R＝Ii/I0R

反射率Ii

弱电流计测得的反射信号I0

弱电流计测得的直通光信号因在测试过程中同步辐射光一直在衰减，设测试初始流强为J1，终了流强为JN。则用束流强度修正后的反射率为：为第i个能点的直通光束流修正因子为第i个能点的反射光束流修正因子i=[1,2,3,…N]测量气体吸收截面和光电离效率(或量子产额)I0I1I2I3L1L0L0如图是光电离室多级电极示意图。假设进入多级电极前的光通量为I0，进入第一阴极的光通量为I1，进入第二阴极的光通量为I2，进入第三阴极的光通量I3，根据Lambert—Beer吸收定律和光电离效率(或量子产率)定义，有:光电离室多级电极示意图

为吸收截面

:n=P/kT传递标准探测器——硅光电二极管（PD）

硅光电二极管具有量子效率高，噪音低，测量时不需要外加电压，对外磁场不敏感，是内光电效应作用，所以对真空环境的污染不敏感，甚至可以在气体环境中工作等优点，此外，硅光电二极管耐辐射损伤，造价低，重量轻，操作简便，一些国外实验室，如NIST、PTB都用硅光电二极管作为传递标准。所谓量子效率，即指（以外部光电流表现的）平均一个入射光子所产生的载流子对数。

计量线用美国IRD公司的硅光电二极管AXUV-100G作为传递标准探测器，结构如图。硅光电二极管对入射光子的响应过程如下：当入射光子的能量 时，会在二极管内产生电子－空穴对，这些载流子对被p-n结电场分开，并在外电路上输出电流，此时硅光电二极管的作用相当于一个光电池

标定光电二极管的量子效率在50-92nm范围,稀有气体电离室的使用是相当简单的，因为在该波段消除了来自光栅的二次和较高次辐射成分的出现。同时，光子能量不足以引起合适的稀有气体的二次电离，而由电离事件产生的电子具有的能量不足以引起气体的二次电离。因此入射光强的基本测量方程是（SamsonJAR.J.OptSocAm.1964,54:6)：被标定的光电二极管的量子效率：或iD为光电二极管阴极发射的电子电流。多层膜反射比在NSRL和BESSYII测试结果的比较图1所示的两条曲线是同一多层膜测试样品(Mo/Si多层膜，由同济大学物理系制备)。在德国BESSYII（黑色曲线）和在国家同步辐射实验室（NSRL）（红色曲线）的测试结果。该多层膜反射镜可应用于下一代极紫外光刻系统和软x射线激光等离子体干涉实验中。图中分别给出了：在BESSYII测得峰值波长点为13.3nm，最高反射率为61.1％。在NSRL测得峰值波长点为13.2nm，最高反射率为60.0％。Fig.1.CompareoftestresultsinNSRLandBESSYII如图2所示为同济大学物理系制备的Mo/Si宽角度高反射比多层膜的测试曲线。波长分别定在在13、14、14.5、15、16nm，探测器做角度扫描，范围为40－75度

Fig.2.BroadangleMo/Simultilayerreflectivityindifferentwavelength.用户实验结果Tonarrowthereflectivityspectralwidth:Etchingthemultilayerintothelamellargrating.Decreasingthethicknessoftheabsorberlayer,andusingthehigherorderreflectivity.UsingaDCmagnetronsputtering,theseMo/Simultilayermirrorsworkinginthe1st,2nd,3th,4th,5thorderforthethicknessofMolayerof2nmand3nmarefabricated.TheperformanceoftheseMo/SinarrowbandmultilayermirrorswereshowninleftFigs.Thespectralwidthdecreasewiththeincreaseof