10.6ev真空紫外光源的研制及测试

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由上 表 可见 排 气 系统 真 空 度 越 高 ，真 空 紫 外 无 极 气 体 放 电灯 的 电离 气 体 的 能 力 就 越 强 ，１— ０ ４ ａ 态 下 灯 管 电 离 能 力 可 达 到 真 空 度 为 １— ｐ状 ０
４ ％左右 。还 有 其抗 潮 解 能 力及 加 工 特 性 优 于 氟 ０ 化 锂 。在选 用氟 化 镁单 晶体材 料 的 时候 需 要 考虑 晶体 内部质 量 、切 片方 向、材 料 厚度 等 方 面 的 因 素 。 一 般 来 说 应选 用 内部 缺 陷 少 ， 垂 直 光 轴 切 割 、膨 胀 系 数与 灯 的玻 管膨 胀 系 数接 近 的单 晶体 材 料 。 厚度 不易 过厚 或过 薄 ，过 厚透 紫 外 线 能力 下 降 ，过 薄则机 械 加工 强 度 较 小 ，易 破碎 。为 了 加 强透 紫外 的能力 还可 以在 氟化 镁 窗 口蒸镀 多层 干涉 投射 膜 增加 透过 能力 。
气 作 为 工 作 气 体 可 以利 用 吸 气 剂 来 净 化 工 作 气 体 ，消 除 杂 质 气 体 ，制 作 的 光 源 ， 具 有 光 谱 纯 净 、光 强稳 定 ，使 『 寿 命 长 的特 点 。还 有 相 对 于 ｆ ｊ
图１ Ｏ６ ｖ ｌ．ｅ 真空紫外光源 外形 图
３ 关键材料 的选 用
原 子 的 自吸 收 损 失 ，避 免 混入 更 易激 发 的杂 质 气 体 ，因此 采 用 了 高频 无 电极放 电模式 ，避 免 了 电 极 溅 射 带来 的 释放 杂 质气 体 的 问题 。激 发频 率 为 １０ ０ ＭＨｚ 右 ，在 该 频 率 下灯 内气 体 能 形 成 环 行 左 放 电，该 状态 下 电子运 动 路径 加长 ，与 气体 粒 子 碰 撞概 率 加 大 ，容 易产 生 电离 。产 生 的共 振 辐 射 由窗 口透射 出去 ，窗 口材 料 通 常采 用 可透 紫 外 的
２ ０ 年第５ 卷第４ ０９ １ 期
光 电技 术 ＥＬ ＣＴ Ｅ ＲＯ— Ｔ ＣＳＴ ＯＰ Ｉ ＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
１ ｅ 真 空紫外 光 源 的研 制及 测试 ｍ ｖ ０６
芮 杰 孙 晓光 苏 春云
南京华 东 电子 光 电科 技公 司 ２ ０ ８ １ ２ ０
ห้องสมุดไป่ตู้
摘
要
本 文 介 绍 了光 子 能量 为 １ ．ｅ 真 空 紫 外 无 极 放 电灯 的工 作 原 理 、并 对 该 灯 所涉 及 到 的 关 键材 料 及 工 ０６ ｖ
度 高 、检 出 限低 ，可 进行ｐ ｂ 的痕 量 气体 分 ｐ级
析 ，现 已被 广 泛 推广 应 用 。对 于 一些 特殊 气 体 如 苯 、 二 甲 苯 、 氨 分 析 等 方 面 的 测 试 ， 国 标 （ Ｂ Ｔ ８８ —０２ Ｇ ／ １８３２ ０ ）明确规 定 采 用气 相色 谱 方 法 进行 分 析 。而 光 离子 化气 相 色谱 仪 的核心 部 件 就 是真 空 紫外 光 源 。 目前 已研 制成 功 的真 空紫 外 光 源 有 ８３ ｖ ９５ ｖ １ ． ｖ １ ．ｅ 及 ｌ ．ｅ 等 多 ． 、 ． 、 ０２ 、 ０６ ｖ １ ｖ ｅ ｅ ｅ ７ 种 光 源 ， 其 中 应 用 较 多 的 为 １．ｅ真 空 紫 外 光 ０６ｖ
艺 的控 制进 行 了探 讨 ， 同时 也 介 绍 了采 用 远真 空 紫 外 （ ．０ ｎ ０２ ０ ｍ）光 电倍 增 管 建 立 辐射 强度 对 比测 试 系统 的 方 法 。 关键 词 １ ．ｅ ０６ ｖ真 空 紫 外 光源 远真 空紫 外 光 电倍增 管
１ 前 言
真 空 紫外 光 是 一种 高 能光 子 辐射 ，在 它 的 照 射 下 能够 使 物质 产 生 电离 或 带 电离 子 ，利用 对 离 子 电流 的测 量可 以实现 对 受测 物 资 的检 测 。 利用 该 原 理发 展起 来 的光离 子 化气 相 色谱 仪 具有 灵敏
源。
氟化物晶体材料构成 ，其结构如下图ｌ ：
２ 工 作原 理
１．ｅ真 空 紫 外 光源 是 一 种射 频 激 发 的低 气 ０６ｖ 压 氪或 氪 氮 混合 气 的 无极 气 体放 电光源 ，它 能发 出跃 迁 发 出 １．ｅ（ 对 应 波 长 为 １６５ｍ） 空紫 ０６ｖ相 ．ｎ 真 １ 外 共振 辐 射 。这 种辐 射 的光 子 能量 大于 许 多 有 害 气 体分 子 的 电离 能 ，而 小 于 正常 空气 分 子 的 电离 能 ， 因此 在这 种 辐射 照 射 下 ，可 以 电离 有 害 气 体 而对 正 常 空气 分 子 不发 生 作用 。选 择惰 性 气 体氪
该光源 最 关 键 的 材 料 为透 紫 外 的氟 化 物 晶 体 窗 口材料 ，氟化物 晶体直接决定 了透紫外的截止 波 长 以及 在 一 定波 段 内的 紫外 透 过 率 ，常 用 的 窗 口材 料 的透 过截 止 波长 见下 表 １
表 ｌ 用 窗 口材 料 的 截 止 波 长 和 光 子 能量 常
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１。状 灯 测 果Ｐｍ １ ｐ 态下 测 ０ｐ 态Ｆ 试结 Ｐ ０ ａ 。ａ 状 灯 试结果Ｐｍ Ｐ
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３ ５
３ ４
氟化镁 单晶体作为窗 口材料，该晶体透紫外极限 为ｌ２ ｍ，另外在 该 波段 的紫 外透 过 率可 达 到 １ｎ
其他气体，它易于启辉并具彳 较高的共振辐射效 亍
率。
为 了能够 等 到 高 效率 的 振辐 射 ，必 需减 少
第５卷 第４ １ 期
１ ．ｅ 真 空紫 外 光 源的 研 制及 测 试 ６ｖ ０
表２ 测试 浓度为５ Ｐ ｍ气体 的测试结果 ０Ｐ
５
在 １．ｅ真 空 紫外 光源 研 制过 程 中 考 虑 到 各 ０６ｖ 种 晶体透 紫 外截 ＿ 波 长 、机 械 加工 强 度 、 易潮 解 Ｌ 七 性 、及 线 性 膨胀 系 数 的差 异 等 方面 因 素 ，选 用 了