由(yóu)於真空紫外及軟(ruǎn)X-RAY 與(yǔ)可(kě)見(jiàn)光(guāng)及紅外(wài)波(bō)段(duàn)在很多光(guāng)學傳輸性質(zhì)上(shàng)的不同，比(bǐ)如(rú)，需要(yào)真空(kōng)環境(jìng)，很(hěn)低的(dí)反射(shè)率，無(wú)合(hé)適的“透明(míng)”折(zhē)射(shè)率(shuài)材料(liào)，成像(xiàng)困難(nán)，與物質相互作用時(shí)，表現(xiàn)出高(gāo)能粒(lì)子(zǐ)的(dí)特性(xìng)，少(shǎo)有衍射 等(děng)等(děng)
。 由於其以(yǐ)上的種(zhǒng)種特(tè)性，在其光譜(pǔ)儀的設(shè)計(jì)上，一(yī)般需要(yào)遵循(xún)盡(jìn)量減少光路中的反射元件，以(yǐ)及采(cǎi)取掠(lüè)入(rù)射等原則
。  
以下介紹幾種(zhǒng)常見(jiàn)真空(kōng)紫外以(yǐ)及(jí)軟X-ray 光譜儀(yí)的(dí)光(guāng)學設(shè)計(jì)：
 
1，C-T 式：Czerny Turner
 使(shǐ)用大量(liáng)的(dí)平(píng)麵光(guāng)柵(zhà)與(yǔ)分(fēn)離(lí)聚(jù)焦(jiāo)和準直鏡(jìng)，是常(cháng)用的(dí)一(yī)種結構(gòu)
。通(tōng)過光柵旋(xuán)轉實(shí)現(xiàn)了(liǎo)綫(xiàn)性(xìng)波長(cháng)定(dìng)位(wèi)
。旋轉(zhuǎn)點(diǎn)與光柵(zhà)表麵重(zhòng)合(hé)
。聚焦和(hé)準(zhǔn)直光(guāng)學可(kě)以是球(qiú)形(xíng)，橢(tuǒ)圓(yuán)形，環形或(huò)拋物(wù)綫形(xíng)，這取(qǔ)決(jué)於儀(yí)器的要(yào)求
。這(zhè)種設計(jì)提(tí)供(gōng)了(liǎo)一個CCD探(tàn)測(cè)器平麵焦平麵
。許(xǔ)多(duō)用於UV- VIS – IR和(hé)真空UV的(dí)儀器都采(cǎi)用了(liǎo)這(zhè)種設(shè)計
。

主(zhǔ)要(yào)特點
· 由(yóu)兩塊(kuài)凹(āo)麵鏡(jìng)完成(chéng)成(chéng)像(xiàng)，
· 平麵(miàn)光(guāng)柵(zhà)完(wán)成(chéng)衍射(shè)
· 可掃(sǎo)描(miáo) 
· 可(kě)成(chéng)像，像(xiàng)差小
· 可(kě)裝(zhuāng)配多(duō)個(gè)光(guāng)柵(zhà)
· l>100nm 到中(zhōng)遠紅(hóng)外(wài)
 
為(wéi)探測(cè)更低(dī)的(dí)波段(duàn)，可以(yǐ)在(zài)此基礎(chǔ)上(shàng)，采用掠(lüè)入(rù)射(shè)的C-T 結構，使(shǐ)得(dé)光譜(pǔ)探測範圍(wéi)低到8nm：
 
· 基(jī)於(yú)傳統(tǒng)C-T結構
· 掠(lüè)入(rù)射(shè)： >80度入射角
· 采用(yòng)平麵光柵
· 良好(hǎo)點到點成像(xiàng)效果
· 高(gāo)通(tōng)光量(liáng)
· 單點掃描或CCD成像探測(cè)
· 光(guāng)譜範(fàn)圍(wéi)： 8-120nm
 
2，交叉(chā)C-T式(shì) ：Criss Cross C-T
十字交叉(chā)C-T光(guāng)路(lù)使入(rù)射角(jiǎo)小化
。這(zhè)通過(guò)減少(shǎo)像差(chà)提高(gāo)了光學(xué)性能
。Czerny-Turner的交叉光路(lù)，在真空或(huò)氮氣吹掃(sǎo)下，可(kě)以工(gōng)作在(zài)從105nm一直(zhí)延伸到LWIR
。


3，正入射(shè)單色儀： Normal Incidence monochromators
正(zhèng)入射(shè)單色(sè)儀使用凹(āo)麵光柵(zhà)來分散和(hé)聚焦光
。由於(yú)減少了(liǎo)光學表麵(miàn)，它們的(dí)工(gōng)作波長(cháng)可短(duǎn)至30nm
。“McPherson 15°”是使(shǐ)用(yòng)此設計的(dí)一(yī)個(gè)設備(bèi)；波長(cháng)驅動器可(kě)以(yǐ)旋(xuán)轉(zhuǎn)和(hé)聚焦光柵，以獲(huò)得高(gāo)光譜(pǔ)分辨率
。該儀(yí)器適用於CCD和微通(tōng)道(dào)板(MCP)增強(qiáng)探測器
。這(zhè)些設(shè)計(jì)幾乎都是專為真空(kōng)紫外綫波段而設計；

· 具備理(lǐ)想的成(chéng)像效果，
· 適合(hé)搭配CCD 等探測(cè)器使用，
· 可(kě)以(yǐ)水平色(sè)散(sàn)或(huò)者(zhě)垂直方(fāng)麵色散(sàn)使用(yòng)
。
· 焦距(jù)： 1m，3m, 6.65m
· 波長(cháng)範(fàn)圍： 30-1200nm

4， Seya-Namioka 設計(jì)： 
此設計(jì)專為(wéi)真空(kōng)紫外設計，在入口(kǒu)和(hé)出口縫隙(xì)之間使(shǐ)用了70°15'的(dí)角度
。采(cǎi)用(yòng)凹麵(miàn)，球(qiú)麵(miàn)，羅(luó)蘭圓光柵
。經過改(gǎi)進的光柵(zhà)可以(yǐ)提高分辨率(shuài)
。這些(xiē)設計主要(yào)用於(yú)實驗(yàn)需(xū)要(yào)在105nm以下(xià)工(gōng)作，並且(qiě)需(xū)要在(zài)狹縫(féng)之(zhī)間有很大(dà)的空間來容納(nà)實驗室，光源(yuán)或檢測器(qì)的情(qíng)況(kuàng)
。
 
5， 改(gǎi)進型(xíng)Seya-Namioka 設計(jì)：Modified Seya-Namioka
改進的(dí)Seya-Namioka 設計(jì)或校(xiào)正全(quán)息(xī)設計使(shǐ)用了校正凹(āo)麵全息(xī)光(guāng)柵(zhà)，該(gāi)光柵(zhà)設(shè)計減(jiǎn)少(shǎo)了散射(shè)光，提高了光譜分辨率
。我們的(dí)234/302光(guāng)譜儀就是用這(zhè)種結構，一個緊(jǐn)湊，快(kuài)速的光(guāng)學係統(tǒng)，具有(yǒu)良(liáng)好的(dí)分辨率(shuài)和(hé)通光(guāng)量(liáng)，可(kě)以覆蓋從30nm到(dào)可見區域；
 
· 入射和出射狹縫(féng)固定，夾角基本(běn)固定(dìng)不(bù)變：70度(dù)左(zuǒ)右；
· 單(dān)塊凹(āo)麵(miàn)光柵(zhà)完成成(chéng)像(xiàng)和(hé)衍射(shè)
· 通(tōng)過轉(zhuǎn)動光柵的(dí)方式實(shí)現(xiàn)波(bō)長(cháng)掃(sǎo)描(miáo)
。
· 工(gōng)作波長範圍(wéi)：30nm 到(dào)可見及(jí)近紅外波段(duàn)
· 像差修(xiū)正--Modified Seya-Nomioka 結構

6，掠入射羅蘭圓結(jié)構 Rowland Circle Grazing Incidence
掠入射(shè)儀器的(dí)工(gōng)作範圍(wéi)為~1 ~ >100nm
。一(yī)條狹(xiá)縫穿(chuān)過羅蘭圓，CCD探(tàn)測(cè)器安裝(zhuāng)在垂(chuí)直於(yú)出口射(shè)綫的(dí)位(wèi)置(zhì)，微通(tōng)道板(bǎn)增強(qiáng)器(qì)與圓相切(qiē)，可以沿圓掃(sǎo)描以(yǐ)截(jié)取(qǔ)感興(xīng)趣(qù)的(dí)區域
。光也源(yuán)可以(yǐ)安(ān)裝在用於(yú)校(xiào)準(zhǔn)係統(tǒng)的(dí)掃描(miáo)狹縫(féng)處，作為(wéi)單(dān)色(sè)可調(tiáo)光源(yuán)係(xì)統(tǒng)；
 
· 主(zhǔ)要(yào)原理(lǐ)基(jī)於羅蘭圓
· 入射狹縫固(gù)定(dìng)不動，
· 出(chū)射狹縫沿(yán)羅(luó)蘭圓(yuán)圓周進(jìn)行掃描(miáo)采(cǎi)集(jí)光譜
· 掠入(rù)射入射角(jiǎo)大於(yú)80度
· 光譜範圍： <1nm—310nm
 
7，平(píng)場校(xiào)準光譜(pǔ)儀(yí) Flat Field Aberration Corrected
平場校準(zhǔn)光(guāng)譜(pǔ)儀(yí)依賴於(yú)*形(xíng)狀的光柵(zhà)基(jī)板或像差(chà)校(xiào)正槽(cáo)的設計(jì)和間距(jù)
。如果(guǒ)感興(xīng)趣的波長(cháng)和(hé)範圍(wéi)都是(shì)已(yǐ)知且固(gù)定(dìng)不(bù)變的，那這種結構就非常(cháng)有(yǒu)用
。其探(tàn)測(cè)範圍有限，且(qiě)儀器結構(gòu)非常簡單(dān)
。由(yóu)於對(duì)光(guāng)柵的(dí)要求，現(xiàn)有(yǒu)的設計很(hěn)少，而(ér)且(qiě)造價昂(áng)貴
。它們也(yě)是(shì)收集低分辨率(shuài)紫(zǐ)外(wài)光(guāng)譜(pǔ)的有(yǒu)效(xiào)方法
。
· VLS（Variable Line Spacing），可(kě)變間(jiān)距(jù)光柵
· 獲得平場(cháng)焦(jiāo)平麵(miàn)；
· 良(liáng)好(hǎo)的(dí)像差(chà)修正
· 超環麵(miàn)基(jī)地VLS光(guāng)柵-像散修正；
· 光(guāng)譜(pǔ)範(fàn)圍： 1-20nm 或(huò)10-170nm
 
    美國(guó)McPherson有限(xiàn)公司是一家(jiā)專業的(dí)光譜儀生(shēng)產廠商，公(gōng)司位於波(bō)士頓西北(běi)部的Chelmsford
。在(zài)McPherson所有的產(chǎn)品中(zhōng)，除去傳統光譜儀以及(jí)高分辨率光譜儀之(zhī)外(wài)，富(fù)盛(shèng)名的就是(shì)其真空紫外及軟X-ray光(guāng)譜儀(yí)了，特(tè)別是(shì)此類產(chǎn)品在*同步加(jiā)速器以(yǐ)及核聚變研究(jiū)方麵(miàn)的應用(yòng)，已經成(chéng)了(liǎo)光(guāng)譜(pǔ)測(cè)試(shì)領域的(dí)傳奇
。在(zài)這(zhè)些(xiē)光譜(pǔ)儀中，包括(kuò)所有(yǒu)上(shàng)述比(bǐ)較常見(jiàn)多種結(jié)構設計，比如Seya-Namioka設(shè)計，平場(cháng)光柵(zhà)光譜(pǔ)儀以(yǐ)及(jí)掠入射光柵(zhà)光(guāng)譜儀(yí)等，波長(cháng)範(fàn)圍可以覆(fù)蓋(gài)從(cóng)0.5nm一(yī)直到近(jìn)紅外(wài)波段，適合於(yú)不(bù)同(tóng)應(yīng)用的場(cháng)合
。