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摘要 掠入射反射光學(xué)元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A.

摘要 掠入射反射光學(xué)元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個(gè)物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實(shí)現(xiàn)的。

摘要掠入射反射光學(xué)元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個(gè)物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑。

摘要掠入射反射光學(xué)元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個(gè)物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑。

但是，對(duì)於這種類型的DOE，光線追跡引擎將無法正常工作。垂直入射到DOE上的光線不會(huì)改變其方向，因?yàn)楸砻鏇]有傾斜。但是，垂直入射的光束可以用適當(dāng)設(shè)計(jì)的菲涅耳波帶片聚焦。此效果應(yīng)由OpticStudio中的POP處理。如圖3所示，在該系統(tǒng)中，準(zhǔn)直光束入射在玻璃板上。在玻璃板的背面，已使用菲涅耳波帶片表面類型創(chuàng)建了同心二元結(jié)構(gòu)。

摘要 掠入射反射光學(xué)在x射線束線中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個(gè)物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個(gè)維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級(jí)的光斑尺寸。

簡介偏振態(tài)分析(polarization analysis)可以作為一般光線追跡的進(jìn)階功能。在模擬的過程中，會(huì)將入射光因?yàn)樵砻驽兡ぁ?em>反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對(duì)大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。但有時(shí)因?yàn)榉诸悢?shù)據(jù)報(bào)告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時(shí)會(huì)需要簡化後的模型。

摘要 掠入射反射光學(xué)在x射線束線中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個(gè)物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個(gè)維度即可完成聚焦。

如下圖所示：來自紅色行人的散射光到達(dá)了雷射雷達(dá)探測器的一個(gè)單位圖元上。雷射雷達(dá)會(huì)將接收到返回信號(hào)花費(fèi)的時(shí)長記錄下來，即飛行時(shí)間，並將飛行時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離。圖元的位置可表明入射光的方向。這兩個(gè)值都表明散射光線來自站在離貨車10米遠(yuǎn)的紅色行人。OpticStudio實(shí)際上測量的不是時(shí)間，而是光線路徑長度，也就是物體和探測器之間的距離。

摘要 掠入射反射光學(xué)在x射線束線中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個(gè)物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個(gè)維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級(jí)的光斑尺寸。

何謂透鏡陣列?透鏡陣列是將單個(gè)光學(xué)元件組裝成單個(gè)光學(xué)元件的二維陣列。它用於將光在圖像平面上從非均勻分佈空間轉(zhuǎn)換為均勻輻照度分佈。使用透鏡陣列的數(shù)位投影系統(tǒng)通常與具有提供半準(zhǔn)直入射光的拋物面反射器的燈組件結(jié)合使用。目前，它們主要用於 LCD 數(shù)位元元投影光引擎，以向空間光調(diào)製器照明平面提供均勻照明。在上圖中可以看到透鏡陣列。

用于X射線束的掠入射聚焦鏡 Kirkpatrick-Baez (KB)反射鏡將掠入射的X射線場聚焦成一個(gè)納米尺度的光斑。在這個(gè)用例中，演示了這種 KB 反射鏡系統(tǒng)的建模和評(píng)價(jià)。

摘要 掠入射反射光學(xué)在x射線束線中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個(gè)物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個(gè)維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級(jí)的光斑尺寸。

下圖中的x軸是光柵的深度。 y軸是反射或透射的不同級(jí)次的衍射效率。 注意，在繪制反射級(jí)次k=0和k=2 （綠色和紫色線）時(shí)，將起始階數(shù)和終止階數(shù)更改為0和2。 圖44. 在一維通用繪圖中，y軸表示衍射效率，x軸表示光線入射角。不同的線代表透射或反射的不同的衍射級(jí)次。 下圖顯示了參考文獻(xiàn)中論文給出的結(jié)果。 圖45.

串行模式示例 1在這個(gè)范例中，我們演示了如何快速檢查全息上不同入射角的衍射效率。首先，我們打開附件中的native_vhg_kog_seq_example1.zar。在這個(gè)文件中，設(shè)計(jì)了一個(gè)全息，將45度的入射準(zhǔn)直光束衍射和聚焦到遠(yuǎn)處。圖 16. 布局途中的全像范例建構(gòu)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置如下圖 17. 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的全息建構(gòu)參數(shù)這意味著構(gòu)建系統(tǒng)如下圖所示。

3.2 輸入耦合光柵核心參數(shù)優(yōu)化工作波長530nm，材料折射率1.52；入射角度θ=65°、φ=0°，出射角度θ=43.1°、φ=0°；光柵周期4μm，優(yōu)化衍射級(jí)次m=1。當(dāng)材料折射率為1.52時(shí)，光波導(dǎo)全反射臨界角為41.14°，該光柵出射角度滿足全反射傳輸條件。

混合模式的布局光線先經(jīng)過一個(gè)常規(guī)的序列模式系統(tǒng)，隨后入射到棱鏡或?qū)Ч夤艿确切蛄邢到y(tǒng)光路中對(duì)像面進(jìn)行照明。下圖展示了一個(gè)光線在混合模式系統(tǒng)中傳輸?shù)睦印Ｆ叫泄鈴妮斎肟谶M(jìn)入30-60-90棱鏡中，發(fā)生數(shù)次全反射，并最終由輸出口射出。射出后恢復(fù)光線追跡，經(jīng)過一個(gè)凸透鏡進(jìn)行聚焦。 混合模式的光線追跡要依靠名為輸入口和輸出口的端口。

在光譜儀中使用折射式光柵時(shí)，一般使其入射角等于中心波長的衍射角，即：α=β使用公式（1）可得：本文示例中假設(shè)d = 0.5μm ，可得：α= 33.367°。考慮到這一點(diǎn)，我們?cè)贠pticStudio中設(shè)置了衍射光柵。首先，在鏡頭文件中引入坐標(biāo)斷點(diǎn)，并將傾斜X ( Tilt About X )設(shè)置為33.367°，以使光線傾斜度與入射角大小相同。

混合模式的布局光線先經(jīng)過一個(gè)常規(guī)的序列模式系統(tǒng)，隨后入射到棱鏡或?qū)Ч夤艿确切蛄邢到y(tǒng)光路中對(duì)像面進(jìn)行照明。下圖展示了一個(gè)光線在混合模式系統(tǒng)中傳輸?shù)睦印Ｆ叫泄鈴妮斎肟谶M(jìn)入30-60-90棱鏡中，發(fā)生數(shù)次全反射，并最終由輸出口射出。射出后恢復(fù)光線追跡，經(jīng)過一個(gè)凸透鏡進(jìn)行聚焦。混合模式的光線追跡要依靠名為輸入口和輸出口的端口。二者在混合模式中非常重要，后文將對(duì)它們進(jìn)行詳述。

注意事項(xiàng) 大部分面型都考慮了掠入射的情況，但是中頻面型的周期部分沒有考慮掠入射，所以有些情況可能無法提供準(zhǔn)確的結(jié)果，比如一種廣角物鏡的第一個(gè)表面。此DLL將不適用于這種情況。 對(duì)于從高折射率材料到低折射率材料的表面，波紋表面上可能會(huì)發(fā)生全內(nèi)反射 (TIR)，從而使光線追跡停止。