A precision 32 keV angular-selective photoelectron source for calibration measurements at the KATRIN experiment
University of Münster（明斯特大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Washington（华盛顿大学）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)-Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理学会米兰比可卡分部）
本文介绍了用于KATRIN实验校准的32 keV高精度角选择性光电发射源，用于测量氚分子中的电子散射效应、研究角依赖性反散射以及主谱仪中的绝热传输。
2026-07-14 physics.ins-det
Extreme Ultraviolet Time-Resolved Photoelectron Spectrometer with an Ultrathin Liquid Flat Jet
该研究开发了基于微流控气动平面射流的液体极紫外时间分辨光电子能谱装置，相比圆柱射流提升了光电子信号、降低了样品消耗，还能减小空间电荷位移，为液体超快动力学研究提供了更优的实验手段。
2025-03-21 physics.chem-ph physics.ins-det
Improvements in the contemporary implementation of photoemission spectroscopy
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））
本文改进了ARPES光谱仪的实施方法，通过简化硬件改动实现新的光电电子检测方法，提供更可行的谱对比策略。
2026-10-13 physics.ins-det
A Coincidence Velocity Map Imaging Spectrometer for Ions and High-Energy Electrons to Study Inner-Shell Photoionization of Gas-Phase Molecules
我们报告的设计和性能的双面符合速度图成像光谱仪优化的电子-离子和离子-离子符合实验研究内壳层光电离的气相分子与软X射线同步辐射。该装置采用两个微通道板检测器，其配备有延迟线阳极，用于在光谱仪的一侧上同时、时间和位置分辨地检测动能高达300\，eV的光电子和俄歇电子，以及在相对侧上每单位电荷高达25\，eV的光离子。我们证明了它的能力，通过测量价光电子和离子光谱的氖和氮，并通过研究通道分辨光电子和俄歇光谱以及碎片离子动量相关性氯$2p$内壳电离的\textit{cis} -和\textit{trans}-1，2-二氯乙烯。
2019-04-24 physics.atom-ph physics.ins-det
Self-detection of x-ray Fresnel transmissivity using photoelectron-induced gas ionization
研究了在硬X射线全外反射条件下，气流电离室中X射线反射镜的电响应。结果表明，系统的电响应作为入射角的函数由反射镜材料的X射线菲涅耳透射和光子-电子衰减特性定义。对体系的量子产率给出了一个简单的解释。该方法可以作为一个基础，为非侵入性的硬X射线光学原位诊断，容易获得互补的X射线transmittance数据在X射线反射率实验，也可能铺平了道路，以先进的计划，角度和能量分辨X射线探测器。
2016-01-18 physics.ins-det
Enhancing the mass resolving power of FRIB's proposed high-voltage MR-ToF mass separator and spectrometer: addressing non-ideal conditions
Michigan State University（密歇根州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对FRIB拟建的高压MR-ToF质量分离器，模拟分析了限制质量分辨本领的非理想条件，并证明现有与新提出的缓解策略有望将分辨本领提升至接近10^7。
2025-10-10 nucl-ex physics.ins-det
Performance of the Two Aerogel Cherenkov Detectors of the JLab Hall A Hadron Spectrometer
我们报告的设计和调试的两个二氧化硅气凝胶切伦科夫探测器具有不同的折射率。特别是，通过适当选择PMT类型和反射器以及一些设计考虑，在检测到的光电子数量方面实现了非凡的性能。经过四年的运行，由于气凝胶材料的污染和泛黄，两种检测器中检测到的光电子数量都明显减少。随着设置的细节，我们说明了在不同的时间段和污染的可能原因的检测器的特性。特别是，我们表明，更换受污染的气凝胶和部分反射材料几乎恢复了探测器的初始性能。
2008-10-25 hep-ex physics.ins-det
An experimental setup for high resolution 10.5 eV laser-based angle-resolved photoelectron spectroscopy using a time-of-flight electron analyzer
我们提出了一种基于激光的角分辨飞行时间（LARTOF）光电发射的实验装置。使用皮秒脉冲激光器，通过氙中的高次谐波产生产生能量为10.5 eV的光子。光源的高重复频率（在0.2-8 MHz之间变化）可实现高光电子计数率和短采集时间。通过使用具有角度分辨能力的飞行时间（ToF）分析仪，可以收集从高达\pm 15度的圆锥体内的样品发射的电子。因此，同时采集布里渊区的完整区域的光电发射数据是可能的。当前的光子能量使得能够进行体敏测量、高角分辨率，并且所得到的覆盖动量空间足够大以包围铜氧化物高Tc超导体中的整个布里渊区。费米边缘测量多晶Au显示优于5毫电子伏的能量分辨率。从Au（111）表面态的测试测量数据与高Tc超导体Bi 2212的费米面的测量一起呈现。
2011-09-26 physics.ins-det
MIASANS at the longitudinal neutron resonant spin-echo spectrometer RESEDA
RESEDA（共振自旋回波的各种应用）仪器已被优化的中子散射测量的准弹性和非弹性过程在很宽的参数范围内。RESEDA的一个光谱仪臂配置用于MIEZE（零作用力强度调制）技术，其中测量的信号是由两个精确调谐的射频（RF）翻转器准备的中子强度随时间的振荡。使用MIEZE，所有的自旋操作都是在光束到达样品之前进行的，因此来自样品散射的信号不会被任何去极化条件（即磁性材料和磁场）所干扰。MIEZE谱仪正在进一步优化，以满足小角中子散射（MIASANS）的要求，MIASANS是两种技术的空间和动态分辨率的多功能组合。我们目前的现状（一）新安装的超导体的RF鳍板的一部分，显着扩大动态范围（二）的发展和安装一个新的检测器的平移阶段内的一个新的更大的SANS型真空容器的灵活性与角度覆盖和分辨率，以及（iii）的努力，以减少背景。
2022-11-18 physics.ins-det
High-resolution multi-reflection time-of-flight mass spectrometer for exotic nuclei at IGISOL
本研究在IGISOL设施上启用多反射飞行时间质谱仪，实现22纳秒峰宽和约1.5×10^5质量分辨能力，用于奇异核质量测量及快速分离。
2025-08-12 nucl-ex physics.ins-det
A high-efficiency spin-resolved phototemission spectrometer combining time-of-flight spectroscopy with exchange-scattering polarimetry
我们描述了一种自旋分辨电子能谱仪，能够进行独特的高效和高能量分辨率的测量。自旋分析是通过基于低能量交换散射铁磁薄膜目标的偏振。这种方法可以实现与最先进的Mott散射偏振计类似的分析能力（谢尔曼函数），但由于增加的反射率，效率提高了100倍。通过将偏振仪集成到基于飞行时间（TOF）的能量分析方案中，并采用精确灵活的静电透镜系统，进一步提高了性能。由TOF方法提供的电子动能范围的并行采集导致与半球形分析器相比效率增加一个数量级（或更多）。该透镜系统还具有90°带通滤波器，通过去除光电子分布的不需要的部分，允许在宽范围的实验参数内以低电子漂移能量和高能量分辨率执行TOF技术。该光谱仪非常适合高分辨率的自旋和角度分辨光电子能谱（自旋ARPES），并显示了初步结果。TOF方法使光谱仪特别适合时间分辨自旋ARPES实验。
2010-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Development of high resolution arrayed waveguide grating spectrometers for astronomical applications: first results
天文光子学是下一代方法，它为即将到来的大型望远镜提供了近红外（NIR）光谱仪，并使其更加坚固和廉价。我们的光谱仪的目标要求是：约3000的分辨率，宽光谱范围（J和H波段），约30 nm的自由光谱范围，约80%（-1dB）的高片上吞吐量和小于1%（-20dB）的相邻片上波长通道之间的低串扰（高对比度）。阵列波导光栅（AWG）是一种很有前途的光子技术，以实现这些要求。我们已经开发出第一代AWG器件，使用硅基硅衬底，在波导的核心中有一层非常薄的氮化硅。通过优化波导的几何形状来最小化波导弯曲损耗。我们的第一代AWG器件专为H波段设计，分辨率约为1500，自由光谱范围约为10 nm，中心波长为1600 nm。这些器件的基底面仅为12 mm x 6 mm，具有宽带（1450-1650 nm）特性，片上峰值吞吐量约为80%（-1 dB），对比度约为1.5%（-18 dB）。这些结果证实了我们的设计，制造和模拟方法的鲁棒性。目前，这些器件是针对横向电（TE）偏振设计的，所有结果都是针对TE模式的。我们正在开发单独的J和H波段AWG，在更宽的自由光谱范围内具有更高的分辨率，更高的吞吐量和更低的串扰，使它们更适合天文应用。
2016-06-08 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
A quantitative comparison of time-of-flight momentum microscopes and hemispherical analyzers for time- and angle-resolved photoemission spectroscopy experiments
基于飞行时间的动量显微镜在光电发射研究中的应用越来越广泛，因为它可以并行获取完整的光电子分布的能量和动量分辨。在这里，我们报告桌面极紫外（XUV）时间和角度分辨光电子能谱（trARPES）具有半球形分析仪和动量显微镜在同一设置。我们提出了一个系统的比较，这两种检测方案和量化实验相关参数，包括泵和探针诱导的空间电荷效应，检测效率，光电子计数率和焦深。我们强调的优点和局限性，这两种仪器的基础上，示范性的trARPES测量散装WSe2。我们的分析表明，时间分辨ARPES实验的两个光谱仪的互补性。它们在单个实验装置中的结合使我们能够通过trARPES解决广泛的科学问题。
2020-12-14 physics.ins-det
A Multi-Channel THz and Infrared Spectrometer for Femtosecond Electron Bunch Diagnostics by Single-Shot Spectroscopy of Coherent Radiation
自由电子激光（FEL）中所需的高峰值电流是通过将电子聚束纵向压缩到亚皮秒长度来实现的。在本文中，频域诊断方法描述，是能够解决结构的飞秒制度。研制了一种用于太赫兹和红外相干辐射光谱测量的新型真空光谱仪。该光谱仪配备了五个连续的色散光栅和120个并行读出通道;它可以在短波长模式（5 - 44 μ m）或长波长模式（45 - 430 μ m）下工作。快速并行读出允许从单电子聚束相干辐射光谱。在软X射线自由电子激光FLASH上进行的相干跃迁辐射测试表明，该谱仪具有良好的性能。低至几微米的高灵敏度允许研究例如由磁弯道中的微聚束效应引起的短聚束特征。该装置计划在常规自由电子激光运行期间用作在线束团轮廓监测器。
2012-01-29 physics.acc-ph physics.ins-det
Time and spectrum-resolving mutiphoton correlator for 300-900 nm
我们展示了一个在可见光范围内的单光子灵敏光谱仪，这使我们能够进行时间分辨和多光子光谱相关测量。它是基于一个单色器组成的两个光栅，准直光学和阵列的单光子雪崩二极管。受单色器设计的限制，时间分辨率可达$110$ ps，光谱分辨率为$2$ nm/pixel。这种技术可以很容易地与商业单色仪相结合，并可以用于联合光谱测量的过程中的参数下转换，以及时间分辨光谱测量光学相干断层扫描或医学物理应用中发射的两个光子。
2014-06-17 physics.ins-det physics.optics quant-ph
High-resolution soft-X-ray beamline ADRESS at Swiss Light Source for resonant inelastic X-ray scattering and angle-resolved photoelectron spectroscopies
我们描述的概念和技术实现的高分辨率软X射线束线ADRESS的能量范围从300到1600 eV，并打算共振非弹性X射线散射（RIXS）和角分辨光电子能谱学（ARPES）。光子源是一种新颖的固定间隙设计的波荡器，其中永磁阵列的纵向移动不仅控制光偏振（包括圆形和0-180度可旋转的线偏振），而且控制能量而不改变间隙。光束线光学是基于平面光栅单色器（PGM）在准直光下工作的成熟方案。在1 keV光子能量下，最终分辨率E/dE高于33000。介绍了闪耀光栅和片状光栅的选择及其轮廓参数的优化。由于反射镜上的掠射角以及光栅的优化凹槽密度和轮廓，在1 keV下实现了高达1.0e13光子/s/0.01%BW的高光子通量。用于RIXS终端站的椭圆形重聚焦光学器件将垂直光斑尺寸缩小到4 μ m，这允许无缝操作，从而使高分辨率RIXS光谱仪的最大透射率在1 keV光子能量下提供优于11000的E/dE。除了光束线光学，我们给出了控制系统的概述，描述诊断和软件工具，并讨论用于光学对准的策略。介绍了ARPES和RIXS终端站的概念和仪器实现。
2009-11-13 physics.acc-ph physics.ins-det
A plano-convex thick-lens velocity map imaging apparatus for direct, high resolution 3D momentum measurements of photoelectrons with ion time-of-flight coincidence
自诞生以来，速度图成像（VMI）一直是强激光场产生的光电子的二维动量分布测量的有力工具。人们一直有兴趣通过重建或直接方法将其扩展到3D测量中。最近，许多工作已致力于后者，特别是通过电子飞行时间（TOF）的第三动量分量。这里的技术挑战是具有足以解析窄（< 10 ns）电子TOF扩展中的结构的定时分辨率。在这里，我们建立在VMI透镜设计和三维VMI测量领域的工作，通过使用平凸厚透镜VMI结合事件驱动相机（TPX 3CAM）提供TOF信息的高分辨率三维电子动量测量。我们进行模拟表明，与一个网状电极添加到厚透镜VMI几何形状，形成一个平凸的静电场，扩展可检测的电子截止能量范围，同时保持高分辨率。此外，厚透镜还扩展了电子TOF范围，这允许沿该轴的动量的更好分辨率。我们实验证明了这些能力，通过检查以上阈值电离氙的设备被示出收集电子的能量高达$\sim$ 7 eV的飞行时间扩展$\sim$ 30 ns，这两个是以前的工作的改进因子分别为$\sim$ 1.4和$\sim$ 3.75。最后，PCTL-VMI配备了一个符合离子TOF光谱仪，它被证明可以有效地提取独特的三维动量分布的气体混合物内的不同离子种类。这些技术有潜力借给自己更先进的测量，特别是涉及系统的电子动量分布具有非平凡的对称性，需要高分辨率。
2022-09-23 physics.atom-ph physics.ins-det
A Transition-edge Sensor-based X-ray Spectrometer for the Study of Highly Charged Ions at the National Institute of Standards and Technology Electron Beam Ion Trap
我们报告的设计，调试和初步测量的过渡边缘传感器（TES）的X射线光谱仪的电子束离子阱（EBIT）在美国国家标准与技术研究所（NIST）。在过去的几十年里，NIST EBIT在不同的领域，如原子物理学，等离子体光谱学和实验室天体物理学，进行了大量的高电荷离子研究。新投入使用的NIST EBIT TES光谱仪（NETS）通过结合高X射线收集效率和分辨率，提高了EBIT的测量能力。NETS利用192个单独的TES X射线微量热计（166/192产率），与NIST EBIT以前使用的4像素中子嬗变掺杂锗微量热计光谱仪相比，收集面积提高了约30倍。NETS微量热计针对约500 eV至8，000 eV的X射线能量进行了优化，并在此范围内实现了3.7 eV至5.0 eV的能量分辨率，与之前的微量热计相比，改进更为适度（<2X）。在该能量范围之外，NETS可以以各种折衷来操作，其中最重要的是在较低能量下降低的效率以及在较高能量下限于像素的子集。作为NETS能力的初步演示，我们测量了类氦和类氢O，Ne和Ar以及类镍W的跃迁。我们详细介绍了能量校准和数据分析技术，用于转换探测器计数到X射线光谱，这一过程将是分析未来数据的基础。
2020-05-11 physics.atom-ph physics.ins-det
