极紫外宽带多层膜反射镜离散化膜系的设计与制备

极紫外(EUV)宽带多层膜的光谱性能对膜厚控制精度要求较高,仅由时间控制膜厚的镀膜系统难以满足其精度控制要求。本文提出了基于进化算法的宽带EUV多层膜离散化膜系设计方法,与传统膜系设计相比,离散化膜系所制备多层膜具有更为优良的EUV反射光谱性能。为验证离散化膜系设计在宽带EUV多层膜研制中的优越性,采用磁控溅射方法对具有离散化膜系的宽带多层膜反射镜进行了制备和测试。测试结果表明:研制的宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～17°,高于41%的反射率;研制的堆栈宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～18.5°,高于35%的反射率;研制的宽光谱多层膜反射镜可实现波长带宽为12.9～14.9 nm,高于21%的反射率。     

基于云模型量子进化算法的薄膜微观结构表征

掠入射X射线反射(GIXR)是光学薄膜表征的优选方法,但它需要建立相应的物理模型并采用一定的算法进行拟合求解。针对目前普遍使用的进化算法存在着种群规模大、收敛速度慢和拟合精度差的问题,本文将云模型与量子进化算法相结合,提出了一种基于云模型量子进化算法(CQEA)的薄膜微观结构表征方法,并将该算法应用于Si单层膜和周期极紫外Mo/Si多层膜的表征之中,并将其拟合结果与基于进化算法的拟合结果进行对比。分析表明,CQEA具有种群规模小、收敛速度快和拟合精度高的优势,同时给出的薄膜结构参数值精度更高。相关研究工作体现了CQEA应用于薄膜微观结构表征中的可行性与优越性,为基于GIXR的薄膜微观结构表征提供一种更优选的拟合求解方法。     

改进型量子进化算法在宽带EUV多层膜设计中的应用

为提高基于量子进化算法(QEA)在宽带极紫外(EUV)多层膜设计中的求解效率和精度,本文利用宽带多层膜的光学性能评价函数的梯度信息改进QEA,建立具有明确进化方向的适用于宽带EUV多层膜设计的改进型量子进化算法(IQEA)。对比分析了基于IQEA和QEA的宽带Mo/Si多层膜的膜系设计过程和结果,结果表明,基于IQEA的多层膜膜系设计理论方法具有更优越的求解效率和精度;同时,IQEA同样可以小种群规模进行多参数优化。基于IQEA的宽带Mo/Si多层膜的设计理论实现了包括入射角为0°~18°,反射率达50%的宽角度多层膜,以及反射光谱带宽为13~15nm,反射率达25%的宽光谱多层膜的设计。基于IQEA的宽带高反射率EUV多层膜的理论膜系设计方法为复杂多层膜的理论设计提供了一种可供选择的高效膜系设计方法。     

X射线超反射镜鲁棒性膜系设计

为降低X射线超反射镜镀膜误差导致的光谱性能退化、提高其可制备性,提出了基于多目标遗传算法的X射线超反射镜鲁棒性设计方法,将X射线超反射镜的反射带性能和膜厚随机误差引起的反射带偏差作为两个优化目标进行优化.考虑到X射线光学系统掠入射反射的特殊性,在优化求解的计算过程中加入了入射光发散角对多层膜反射率的影响,进而分别设计了具有掠入射角度带宽和能量带宽的两种X射线多层膜反射镜鲁棒性膜系.结果表明,相比只优化光学性能的传统优化设计方法,鲁棒性设计方法能够得到反射性能良好且对膜厚随机误差不敏感的超反射镜膜系设计.     

量子进化算法在极紫外多层膜表征和设计中的应用

针对EUV多层膜的表征和设计过程中普遍采用的遗传算法（GA）存在的大种群和求解效率低的问题,本文将实数编码量子进化算法（QEA）应用于EUV多层膜的表征和宽光谱EUV多层膜的设计过程中。分别采用实数编码GA和QEA对理论仿真的EUV多层膜的X射线掠入射反射谱进行反演拟合和宽光谱EUV多层膜的反射谱进行设计,进而将QEA在EUV多层膜表征和设计方面的性能进行对比分析。分析结果表明,QEA在多层膜的表征方面具有小种群和反演求解效率高的优点,多层膜的膜厚拟合精度可达±0.1nm;在多层膜设计方面,量子进化算法同样具有小种群的优势,同时求解效率较GA算法接近,设计的多层膜反射率带宽为13~15nm,反射率可达25%。相关工作展现出QEA算法在多层膜研发方面的应用价值,为进一步工作打下基础。     

本科热学教学中唯物辩证法的展现

在以培养具有完整物理知识体系的理科本科生的教学目标中,热学教学是必要的组成部分。为了深化热学教学内容并提高教学质量,在教学过程中结合相关史实并融入唯物辩证法的相关理论是非常有效和必要的。结合唯物辩证法的热学教学方法不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以促进学生对相关知识的理解,同时还有助于培养学生树立正确的世界观,提高学生的人文素养,进而实现培养创新型高素质人才的教学目的。     

半导体激光器系统混沌激光的计算方法对比

半导体激光器系统的动力学方程是研究混沌激光的重要理论基础，其计算精度直接决定了系统产生混沌激光的仿真可靠性。针对目前国际上普遍采用的光电场分解的两种方法，即光电场的振幅-相位分解与实部-虚部分解方法，本文分别对不同的半导体激光器系统进行了研究，并进行了对比分析。结果表明，两种数值计算方法在输出光复杂度低的情况下计算结果差异较小，但进入高复杂度时，两种方法的数值计算结果存在巨大的差异。分析表明，光电场采用实部-虚部分解的数值模拟精度更高，更适用于产生复杂度较高混沌激光的半导体激光器系统的研究。