用磁控溅射法制备软X射线多层膜

本文介绍用直流-射频平面磁控溅射法制备软x射线多层膜的初步实验结果。在一定工艺条件下,采用计算机定时控制膜厚的方法,严格按照设计周期制备了多层膜样品,并给出了X射线衍射仪小角衍射的检测结果。     

C/Al软X射线多层膜反射镜的制备与测量

在λ＝ ２８．５ｎｍ 波长处,我们选择了一种新的多层膜材料对Ｃ／Ａｌ。正入射Ｃ／Ａｌ多层膜在１５．０ｎｍ 附近有很低的二级衍射峰。磁控溅射法制备的Ｃ／Ａｌ多层膜样品,用Ｘ射线小角衍射法对其结构进行了测试,并测得Ｃ／Ａｌ软Ｘ射线多层膜的正入射反射率２２％ ±４％ 。     

软X射线多层反射膜的一种新型设计方法

在循环递推法基础上加入随机数运算,得到一种简易、精度高、有较高实用价值的多层发射膜设计方法。给出了设计步骤,进行了一系列多层膜设计。通过比较,这种方法与复振幅平面法所得结果非常接近,甚至有的多层膜的设计结果更好。     

同步辐射软X射线多层膜反射率计的设计

分析了同步辐射软X射线多层膜反射率计;介绍了单色器系统、反射率计系统、真空系统以及双重二倍角机构的设计要点。     

软X射线投影光刻原理装置的设计

首先介绍了投影光刻技术发展的历程、趋势和软X射线投影光刻技术的特性,其次介绍了软X射线投影光刻原理装置的研制工作.该装置由激光等离子体光源、掠入射椭球聚光镜、透射掩模、镀有多层膜的Schwarzchild微缩投影物镜、涂有光刻胶的硅片及相应的真空系统组成.0.1倍的Schwarzchild微缩投影物镜具有小于0.2μm的分辨率.     

8.0nm附近Mo／B4C软X射线多层膜初步研究

介绍研制８．０ｎｍ波长附近正入射Ｍｏ／Ｂ４Ｃ软Ｘ射线多层膜的初步研究结果。讨论了包括镀膜材料的选择、多层膜结构设计及多层膜性能模拟计算和用磁控溅射法制备以膜的镀膜工艺等在内的多层膜制备过程，并对制备的软Ｘ射线多层膜进行了结构测试。制备出的Ｍｏ／Ｂ４Ｃ软Ｘ射线多层膜将主要用于Ｘ射线激泖打靶实验中。这是目前国内首次开展的１０．０ｎｍ波长以下实用软Ｘ射线多层膜镜的研究工作。     

软X射线光学系统曲面镀膜膜厚测量方法

软X射线光学系统需要在超光滑曲面上均匀镀膜.我们将超光滑曲面看作由若干个小平面拼接而成,通过小角衍射仪测量出各个小平面的周期膜厚,并拟和出整个曲面的镀膜速率.为提高控制精度,我们对同一片多层膜进行等精度多次测量,去除其中的粗大误差、系统误差,最后得到多层膜厚度的最佳估计值.     

软X射线双频光栅设计及制作

以软X射线双频光栅作为剪切干涉元件,研究了剪切干涉法在激光等离子体诊断实验中的应用.为提高实验成功率,研究了双频光栅栅线的平行度及光栅效率.根据软X射线双频光栅栅线平行度与剪切干涉系统的干涉图像的关系,理论计算得出光栅平行度的指标要求.在全息曝光工艺中,通过衍射光斑位置检测法和莫尔条纹法确认光栅平行性,保证光栅平行度达到0.01°.利用合肥国家同步辐射实验室计量站对双频光栅的两组-1级衍射效率进行测试.测试结果显示,光栅平行性满足系统要求,光栅的两组-1级衍射效率均达到10％.软X射线双频光栅剪切干涉实验结果表明,双频光栅平行度及衍射效率满足激光等离子体诊断实验需求.     

极紫外与软X射线非周期多层膜优化设计及初步研制

以周期膜理论为基础 ,改进了已有的设计方法 ,通过采用随机数的方法 ,发展了一种普适的多层膜设计方法 ,这种方法除可设计一般的周期多层膜 ,更重要的是它可以根据选定评价因子 ,设计不同要求的非周期多层膜。根据实际要求 ,完成了积分反射率最大多层膜、宽带平坦型多层膜、校正光源发射不均匀性多层膜和选波长多层膜等。这些多层膜各有特点 ,可满足不同应用的要求。用磁控溅射方法对一种宽带多层膜进行了制备。最后的 X射线衍射测量和反射率的相对测试表明 ,与周期膜系相比 ,非周期多层膜的带宽展宽 ,反射率积分值增加 ,但峰值反射率略有降低。     

空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究

介绍国际上空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究进展情况。着重介绍了长春光机所设计的四波段同时成像空间极紫外太阳望远镜。该望远镜由四个不同波长的多层膜正入射望远镜组成,工作波长分别为12.9nm、17.1nm、19.5nm和30.4nm,视场角为8.5′×8.5′,设计角分辨率为0.5″。为了验证设计方案可行性及关键技术水平,集成出一套17.1nm极紫外望远镜演示样机。     

小型的高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件高精度反射率测量的需要,建立了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线-极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson 247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪波段范围1-125nm,光谱分辨率小于0.08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13.5nm和30.4nm的Mo/Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0.5%。     

膜厚控制误差对软X射线多层膜性能影响的分析

针对影响多层膜性能的关键因素———膜厚控制误差进行了全面的分析计算,指出影响多层膜性能的主要误差是仪器本身的系统偏差,它使多层膜的峰值反射波长偏离设计值,使得制作出的多层膜无法满足要求;镀膜过程中的随机误差使多层膜的反射率降低,但不影响多层膜峰值反射率波长的位置,因此,在制作多层膜过程中,不但要严格控制镀膜时的系统误差,而且要控制随机误差。     

用Si光电二极管标定软X射线探测器

为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器—Si光电二极管对软X射线探测器进行标定.标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器—通道电子倍增器在放大电压为1.3kV时的量子效率,并对实验结果进行了分析,得出在8～30nm波段内探测器标定误差为5.7%～8.9%.     

基于多层膜的软X射线偏振测量

综述了过去10年中德国BESSY同步辐射装置在软X射线偏振测量方面所做的工作。在BESSY同步辐射装置中,有10条椭圆波动器光束线,这可使同步加速器辐射的偏振态从线偏振光(水平或者垂直)转变为左旋或右旋圆偏振光。由于很多偏振敏感实验(例如,MCD光谱测量)需要归一化量,因此对偏振度进行量化非常重要。对于偏振实验,即对光的偏振态测量来说,需要两个光学元件分别起相位片和检偏器作用。因此,专门研制了在软X射线区有透射和反射功能的多层膜,并对其做了优化。通过使多层膜参数(周期,厚度比)与构成材料的吸收边相匹配,即可获得共振加强的偏振灵敏度。由此可知,基于多层膜的偏振测量与这些偏振光学元件工作波长处性能测量密切相关,文中对仪器的设置和测试结果做了介绍,同时给出了磁性薄膜或光活化物质的磁光光谱测量和偏振测量的示例(法拉第和克尔效应)。     

X射线超反射镜设计

阐述了一种新的X射线超反射镜的设计方法,它是基于经验理论公式的解析设计方法和基于计算机的数值优化设计方法相结合的产物。利用前者提供比较好的初始膜系,再利用后者对该初始膜系进行优化处理,从而获得比较好的设计结果,并大大减少了计算时间。讨论了实际制作出的多层膜存在的表面粗糙度及膜层材料间的相互扩散对多层膜反射性能的影响,并给出了模拟计算的结果。依据上述方法,在比较大的掠入射角情况下,设计出了具有较宽反射带宽的W/CX射线超反射镜。     

Present Status of EUV Interferometer Development at the Research Center for Soft X-ray Microscopy

A new interferometer for extreme ultraviolet (EUV) radiation with a laser produced plasma (LPP) laboratory source is under construction. The LPP source is operated with a Sn solid rod target on which pulsed YAG laser is focused to produce high temperature plasma emitting EUV radiation. The source is equipped with a newly designed debris stopper protecting a condenser multilayer mirror from the particle debris of the target. The condenser mirror focuses the light onto an EUV beam - splitter to form transmitted and reflected paths for producing interference fringes of a sharing type. The optical configuration is of a common path based on a triangular path type with a focusing at the beam- splitter, which is enabled to produce fringes by a low coherence radiation with a standard optical quality beam - splitter. The fringes are recorded by an imaging plate with pixels as small as 25μm. The dynamic range of linearity in detection of the EUV light was found to be more than 10^4 with sensitivity of 10^4 photo ns/pixel, enough for the purpose of interferogram recording possibly with one laser shot.