真空紫外半球反射率测试装置

摘要

一种真空紫外半球反射率测试装置属于真空紫外光谱传输测试领域，该装置包括氘灯光源、超环面镜、Seya-Namioka单色仪、准直反射镜、斩光器、内壁涂有荧光转换膜的荧光积分球、样品、漫透射滤光片、探测器、精密转台、波长驱动机构、数据采集系统、计算机和真空罐；本发明各光学元件均采用反射结构，分光系统采用Seya-Namioka单色仪，采用数值孔径较大的IV型消相差凹面光栅作为单色仪的分光器件，保证了真空紫外光谱能量的高效传输；探测器接收系统采用荧光积分球方案，避免了真空紫外光束在积分球内壁多次反射后能量损失过大，通过两种工作模式(样品/参考)实现了真空紫外半球反射率的绝对测量。

主权项

真空紫外半球反射率测试装置，包括氘灯光源（1）、超环面镜（2）、Seya‑Namioka单色仪、第一准直反射镜（6）、第二准直反射镜（7）、斩光器（8）、样品（10）、漫透射滤光片（13）、探测器（14）、精密转台（15）、数据采集系统（17）、计算机（18）和真空罐（19）；所述Seya‑Namioka单色仪包括单色仪入缝（3）、凹面光栅（4）、单色仪出缝（5）和波长驱动机构（16）；其特征在于，该测试装置还包括荧光积分球，所述荧光积分球包括荧光积分球开口（9）、涂有荧光转换膜的积分球内壁（11）和探测器开口（12）；荧光积分球放置在精密转台（15）上，精密转台（15）精密控制荧光积分球转动的角度；探测器（14）放置在探测器开口（12）的后端，漫透射滤光片（13）放置在探测器开口（12）和探测器（14）之间；斩光器（8）、荧光积分球、样品（10）、漫透射滤光片（13）和探测器（14）均置于真空罐（19）内，样品（10）、荧光积分球、荧光积分球开口（9）三者的中心在一条直线上；数据采集系统（17）与探测器（14）连接，计算机（18）分别与波长驱动机构（16）、数据采集系统（17）连接；氘灯光源（1）发出的紫外光束经超环面镜（2）成像于单色仪入缝（3），经单色仪入缝（3）入射至凹面光栅（4），经凹面光栅（4）分光会聚于单色仪出缝（5），经单色仪出缝（5）的单色光入射至第一准直反射镜（6），经过第一准直反射镜（6）和第二准直反射镜（7）准直后的准直光入射至斩光器（8）；计算机（18）发送指令驱动精密转台（15），调整荧光积分球的角度，使经斩光器（8）和荧光积分球开口（9）的单色光照射到样品（10）的中心位置，进入样品测量模式：真空紫外光束经过积分球内壁（11）涂有的荧光转换膜后变为峰值波长为430nm的荧光辐射，该荧光辐射在积分球内壁（11）多次均匀反射后到达探测器开口（12），经过漫透射滤光片（13）到达探测器（14）的接收窗口；探测器（14）将接收的光信号转换为电信号后传送给数据采集系统（17），数据采集系统（17）将接收的电信号传送给计算机（18）；计算机（18）再次发送指令驱动精密转台（15），调整荧光积分球的角度，使经斩光器（8）和荧光积分球开口（9）的单色光照射到样品（10）附近的积分球内壁（11），进入参考测量模式，重复上述样品工作模式的过程；最后，由计算机（18）计算样品 工作模式下探测器（14）接收的光信号φ1（λ）·ρ（λ）·η1（λ）·R1（λ）与参考工作模式下探测器（14）接收的光信号φ2（λ）η2（λ）R2（λ）之比，得到样品的真空紫外半球反射率，其中，φ1（λ）与φ2（λ）表示两次入射到荧光积分球开口（9）的辐通量，η1（λ）与η2（λ）表示两次测量时荧光膜的转换效率，R1（λ）与R2（λ）表示荧光辐射在荧光积分球内多次反射到达探测器（14）接收表面的转换效率。