用于基于腔的X射线自由电子激光器的高亮度、meV分辨率、单发硬X射线能谱仪

基于腔的X射线自由电子激光器（CBXFELs）是一种可能实现的全相干硬X射线源，具有高光谱亮度、约 $1 - 50$~meV 的窄光谱带宽、约 $1$~MHz 的高重复脉冲率以及良好的稳定性。需要一种诊断工具在逐发基础上以 meV 分辨率和高亮度测量 CBXFEL 光谱。我们设计了一种高亮度单发硬X射线能谱仪，能够在约 $200$~meV 的光谱窗口中以几 meV 的光谱分辨率对 9.831-keV X射线进行成像。该能谱仪的设计基于晶体布拉格衍射中X射线的角色散。其运行接近设计指标，表现出约 1.4~$\mu$m/meV 的线性色散率和约 200-meV 的高保真光谱成像窗口。实验论证的光谱分辨率约为 20~meV；该分辨率比理论预期低一半，主要是因为该能谱仪对晶体角度不稳定性高度敏感。该实验是在先进光子源的弯铁X射线光学测试光束线 1-BM 上进行的。