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摘要
在0.6～1.5 keV光子能量范围内设计了一种新型光栅光谱仪结构,该结构的光学系统包含前置凸柱面镜和凹柱面变线距光栅。针对子午尺寸为30μm(均方根值)的高斯光源和10 m的上游初始物距,该结构实现了33000～70000的分辨能力。该光谱仪可用于诊断软X射线自由电子激光的辐射光谱,其超高光谱分辨能力可以很好地测量自发辐射放大模式的光谱分布和细节。通过对该光谱仪系统中的光学像差进行详细分析和优化,在探测器平面上实现了覆盖整个能量范围的优质平场;将机器学习算法支持向量机引入到系统参数的设计中进行寻优,实现了最佳的分辨性能;将一面弧矢聚焦柱面镜添加到光谱仪光路中,用以减小光谱成像中的像散问题,实现了光谱光强度和探测效率的提升。
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