【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种软x射线的色散补偿和分离装置，具体涉及一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法及装置。
技术介绍
1、阿秒(10-18s)脉冲诞生于21世纪初，是人类目前掌握的最快的脉冲，在近20年的时间里推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破，为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机遇。相比传统极紫外波段的阿秒脉冲，软x射线波段的阿秒脉冲具有更高的光子能量，因此可以获得更高的空间分辨，可以用于内壳层电子动力学研究，可以支撑更短的脉冲宽度，软x射线水窗波段的阿秒脉冲也更适合用于生物样品的研究。
2、目前，软x射线阿秒光源面临两个问题：
3、1.阿秒脉冲的色散补偿。
4、在基于高次谐波技术的阿秒脉冲产生方法中，根据高次谐波三步模型，对于常用的短轨道，电子获得动能随复合时间的增加而增加，阿秒脉冲具有正啁啾，需要提供负色散来压缩阿秒脉冲的宽度。目前，补偿阿秒脉冲色散的方法主要是采用金属膜。在软x射线波段，常用金属膜的群延迟色散(group delay dispersion,gdd)如图1所示，常用金属膜的透过率(transmission)如图2所示，图中横坐标均为光子能量(photon energy)。金属膜补偿色散的主要问题为：(1)考虑到阿秒脉冲的合理透过率，金属膜的厚度一般控制在100-200nm，然而这种厚度条件下，金属膜提供的负色散有限，色散补偿效果不理想；(2)金属膜的厚度是固定的，厚度的无法调节意味着色散量无法精确调节；(3)金属膜损伤阈值
5、2.阿秒脉冲和驱动激光的分离。
6、目前，飞秒激光驱动气体高次谐波过程是获得阿秒脉冲最常用的方法，在这种方法中，驱动激光和气体靶相互作用产生阿秒脉冲之后，仍有部分驱动激光残留并和产生的阿秒脉冲共线传输。由于这些残留驱动激光会对阿秒脉冲的应用产生不利影响，需要将这部分的残留驱动激光从阿秒脉冲中分离。然而软x射线波段阿秒脉冲的分离是比较困难的，传统方案存在较多局限。
7、目前，常用的方案有三种：(1)采用金属膜进行分离。驱动激光(中红外波段)一般光子能量较低，难以穿透金属膜，而阿秒脉冲一般处于极紫外或软x射线波段，具有相对较高的透过率，如图2所示。考虑到阿秒脉冲的透射率，金属膜的厚度一般控制在100-200nm。金属膜进行阿秒脉冲分离存在的主要问题为：1)损伤阈值较低。在高性能阿秒光源中，残留驱动激光仍具有较高的功率或能量，金属膜非常容易损坏；2)固定金属膜的网状结构会影响阿秒脉冲的空间轮廓；3)金属膜的氧化会导致阿秒脉冲透过率的降低。(2)采用分束镜分离阿秒脉冲。当光脉冲以驱动激光波长对应的布儒斯特角入射时，驱动光的反射率较低，由于不同波长的光对应的布儒斯特角不同，极紫外光并不是以布儒斯特角入射，所以具有更高的反射率。然而，这种方法主要用于极紫外波段，在软x射线波段没有合适的材料，反射率非常低。(3)采用环形驱动光。利用驱动光的空间分布，由于驱动脉冲的大部分能量都分布在中心区域，这种方法会导致大量的驱动光能量损失。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对软x射线阿秒光源中金属膜、分束镜等传统方案均无法有效解决软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离问题，通过对水在软x射线水窗波段的色散、透过率、折射率以及软x射线水窗波段阿秒脉冲特性的综合计算和分析，提供一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法及装置。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特殊之处在于：
4、采用一个厚度均匀且可调的液体薄膜对软x射线水窗波段阿秒脉冲进行色散补偿。
5、一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿装置，用于实现前述的软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特殊之处在于：
6、包括真空腔体和液体薄膜生成机构；
7、液体薄膜生成机构的工作端置于真空腔体内部，用于输出工作介质生成厚度均匀且可调的液体薄膜；
8、真空腔体的两个相对侧壁上分别设置有入射口和出射口，且入射口和出射口分别位于液体薄膜的两侧；
9、待色散补偿的软x射线水窗波段阿秒脉冲通过入射口入射至液体薄膜处，经液体薄膜进行色散补偿后，通过出射口导出至真空腔体之外。
10、本专利技术还提供了一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特殊之处在于：
11、采用一个厚度非均匀且可调的液体薄膜对软x射线水窗波段阿秒脉冲进行分离。
12、本专利技术还提供了一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，用于实现前述的x射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特殊之处在于：
13、包括真空腔体和液体薄膜生成机构；
14、液体薄膜生成机构的工作端置于真空腔体内部，用于输出工作介质生成厚度非均匀且可调的液体薄膜；
15、真空腔体的两个相对侧壁上分别设置有入射口和出射口，且入射口和出射口分别位于液体薄膜的两侧；
16、待分离的共线传输的软x射线水窗波段阿秒脉冲和残留红外驱动激光通过入射口入射至液体薄膜处，经液体薄膜分离残留红外驱动激光后，软x射线水窗波段阿秒脉冲通过出射口导出至真空腔体之外。
17、进一步地，液体薄膜沿厚度方向的截面为等腰梯形，其两个倾斜边的夹角为1mrad至10mrad。
18、进一步地，还包括设置于真空腔体内的挡板或反射镜；挡板或反射镜设置于经过液体薄膜实现分离的残留红外驱动激光的光路上；挡板用于对残留红外驱动激光进行遮挡；
19、或者，真空腔体位于反射镜反射光路的侧壁上设置有导出口，反射镜用于将残留红外驱动激光反射后经导出口导出至真空腔体之外。
20、本专利技术还提供了一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法，其特殊之处在于：
21、采用两个厚度非均匀且可调的液体薄膜对软x射线水窗波段阿秒脉冲进行分离和色散补偿。
22、本专利技术还提供了一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离装置，用于实现前述的软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法，其特殊之处在于：
23、包括真空腔体和两个液体薄膜生成机构；
24、两个液体薄膜生成机构的工作端分别置于真空腔体内部，用于分别输出工作介质生成厚度非均匀且可调的液体薄膜；
25、两个液体薄膜之间沿真空腔体的长度方向设置有间隔，两个液体薄膜规格相同，两者相互靠近的一侧平行设置，相互远离的一侧对应平行设置，且两者高度方向的中线重合；
26、真空腔体的两个相对侧壁上分别设置有入射口和出射口，且入射口和出射口分别位于两个液体薄膜相互远离一侧；
27、定义靠近入射口的液体薄膜为第一液体薄膜，靠近出射口的液体薄膜为第二液体薄膜；...
【技术保护点】
1.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特征在于：
2.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿装置，用于实现权利要求1所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特征在于：
3.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特征在于：
4.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，用于实现权利要求3所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，其特征在于：
6.根据权利要求4或5所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，其特征在于：
7.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法，其特征在于：
8.一种软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离装置，用于实现权利要求7所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离装置，其特征在于：
10.根据权利要求8或9所述的软X射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿和分离装置，其特
...【技术特征摘要】
1.一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特征在于：
2.一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿装置，用于实现权利要求1所述的软x射线水窗波段阿秒脉冲的色散补偿方法，其特征在于：
3.一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特征在于：
4.一种软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，用于实现权利要求3所述的软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的软x射线水窗波段阿秒脉冲的分离装置，其特征在于：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：王虎山，付玉喜，董殿宏，李博洋，肖泽华，薛冰，曹华保，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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