长波长软X射线多层膜的设计与制备

“长波长软X射线多层膜的设计与制备”这篇论文介绍了用离子束溅射法制备长波长软X射线多层膜的研究工作,并报道了一种新的材料组合C/Si用于28.4nm(43. 65eV)和30.4nm(40.78 eV)波段的多层膜反射镜,并且用离子束溅射装置制备了正入 射条件下的C/Si多层膜反射镜.同时,用软X射线反射计测量了样品的反射率,从实验结果看出,制备的多层膜样品在28.4nm和30.4nm波段附近的实测正入射反射率分别达到11.4%和14.3%,实验指标达到了国内领先水平,并接近了国际水平.

工作波长短于10nm的软X射线多层膜

本文对工作波长短于１０ｎｍ的软Ｘ射线多层膜正入射反射镜的国内外现状作了简单的介绍和分析，给出选择多层膜材料的一些原则，并结合本组情况选择了Ｒｕ／Ｂ４Ｃ、Ｒｈ／Ｂ４Ｃ和ＭＯ／Ｂ４Ｃ三种材料组，在波长８．０ｎｍ附近设计并计算出多层膜的结构和反射率等性能参数。

波长小于10nm的软X射线多层膜制备技术

软X射线短波段区域（1～10nm）高反射率多层膜的制备对软X射线光学的研究具有十分重要的意义。该波段要求镀膜过程中能减小界面扩散，实现膜厚控制，从而严格限制了制备技术的应用。介绍了软X射线短波段多层膜的发展现状和制备技术，主要包括蒸发沉积、溅射沉积、脉冲激光沉积技术和激光分子束外延，对这些方法进行了比较并提出了今后的研究方向。

均匀软X射线多层膜制备方法研究

介绍了基于速度调制技术的均匀软X射线多层膜制备方法,并采用该方法在直径为150mm的平面硅基板上制备出Mo/Si多层膜,其中心波长为13.5nm,膜厚空间非均匀性优于1%,较转盘匀速溅射方法制备的多层膜膜厚空间均匀性提高了近6倍。

13.9nm软X射线激光用大面积多层膜分束镜研制

基于分束镜反射率和透射率的乘积为衡量标准的原则,设计了13.9nm软X射线激光干涉测量所需的多层膜分束镜,用磁控溅射法在有效面积达10mm×10mm,厚100nm的氮化硅窗口上镀制Mo/Si多层膜,实现了分束镜制作。用表面轮廓仪实测分束镜面形精度达到nm量级,同步辐射反射率计测试表明,分束镜的反射率和透射率乘积约4%。

软X射线多层膜反射式偏振光学元件设计

叙述了软X射线波段反射式多层膜起偏器和检偏器的设计原则和设计方法,计算了不同波段软X射线反射式多层膜起偏器和检偏器的性能,讨论了多层膜制作过程中,表界面误差(表面粗糙度和扩散)对起偏器和检偏器性能的影响,探讨了光谱分辨率对偏振元件测试过程的影响,这些设计、计算和分析为制作实用软X射线多层膜偏振光学元件提供了理论基础。

研究扩散屏障层对Mo/Si多层膜软X射线反射率影响的模拟

在特定波长下,用四层结构模型模拟了Mo/Si多层膜的软X射线反射率.研究了扩散屏障层dMo-on-Si和dSi-on-Mo对Mo/Si多层膜软X射线反射率的影响.研究发现,扩散屏障层并不总是损害Mo/Si多层膜的光学性能,通过合理设计dMo-on-Si和dSi-on-Mo厚度,增加dMo-on-Si与dSi-on-Mo的比值,也能提高多层膜的软X射线反射率.

软X射线多层膜与衰减膜研究

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的评价因子 ,设计不同要求的非周期多层膜。用磁控溅射方法完成软 X射线多层膜制备 ,X射线衍射、卢瑟福背散射、俄歇电子谱和反射率的相对测试用来表征多层膜结构和特性 ,所得结果说明多层膜的结构完整 ,周期参数正确。用离子束溅射方法成功地制备了有一定反射率和透过率的软 X射线半反半透分束镜 ;分析了 Ag和 Zr衰减膜中的杂质含量与分布及其对衰减膜特性的影响 ,并对衰减系数进行了修正 ,为实验提供优质的衰减膜。

Mo/Si软X射线多层膜的界面粗糙度研究

用磁控溅射法分别制备了以Mo膜层和Si膜层为顶层的Mo/Si多层膜系列,利用小角X射线衍射确定了各多层膜的周期厚度。以不同周期数的Mo/Si多层膜的新鲜表面近似等同于同一多层膜的内界面,通过原子力显微镜研究了多层膜界面粗糙度随膜层数的变化规律。并在国家同步辐射实验室测量了各多层膜的软X射线反射率。研究表明:随着膜层数的增加,Mo膜层和Si膜层的界面粗糙度先减小后增加然后再减小,多层膜的峰值反射率先增加后减小。

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。

宽带平坦型软X射线多层反射膜的设计

提出一种宽带平坦型软Ｘ射线多层反射膜的设计方法。给出了１８ｎｍ２０ｎｍ波段的设计结果，整个波段的反射率与２５％的最大偏差小于１．５％。这种方法对于软Ｘ射线波段的成像、光谱分析等应用有重要意义。

软X射线多层膜技术

软 Ｘ 射线多层膜技术是目前工程光学和应用光学中的一个热点。用多层膜可以组成类似于可见光波段的各种软 Ｘ 射线光学仪器，如望远镜、显微镜、投影光刻系统和光谱仪器等。文章简要介绍长春光学精密机械研究所近年来软 Ｘ 射线多层膜技术的研究概况。

提高光通量的软X射线非周期多层膜的数值模拟

在周期多层膜基础上，采用随机数方法找到适当的非周期膜系，极大地提高了反射光通量，并给出了整体设计步骤。模拟计算结果表明非周期多层膜能扩展带宽和提高反射率积分值。在１２．４～２０．１ｎｍ波段内，最佳非周期多层膜与峰值在中心波长λ＝１６．２５ｎｍ处的周期多层膜相比，理论积分反射率提高了７５％。

常用间隔层材料软X射线多层膜的设计

为了研究常用间隔层材料的软X射线多层膜的材料设计,利用Lawrence-Livermore国家实验室提供的软X射线多层膜设计程序进行模拟计算,得到了软X射线波段内的具有高反射率的膜系。结果表明,Mo在相当大的波段范围内具有良好的光学特性;除了在12.44nm是首选膜系外(除4.36nm外),其它波长都有较高的反射率;U作为吸收层材料,在相当大的波段范围内,与其它间隔层材料配对的多层膜也具有较高的反射率。这对多层膜膜系的材料选择有一定的指导意义。

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。

单发实验测量软X射线多层膜反射镜反射特性

提出了一种单发实验测量软 X射线波段多层膜反射镜反射特性的简易方法。实验采用激光等离子体软 X射线源作为光源 ,用平焦场光栅谱仪分光 ,在光路中引入掠入射镜以消除高级次谱的影响 ,用软 X光 CCD记录 ,在一发激光打靶实验中 ,测量了设计中心波长为 1 3 .9nm的

极紫外和软X射线多层膜光学

综述了极紫外和软X射线多层膜光学及其应用 ,指出了极紫外和软X射线光学的优点和难点 .在软X射线激光诊断高温高密度等离子体的干涉实验中 ,迫切需要既有一定反射率、又有一定透过率 ,同时具有很高面形精度的半反半透多层膜和高反射率多层膜组成的软X射线激光干涉仪 ,以实现对高温等离子体临界面附近电子密度的诊断 .在分析软X射线多层膜偏振特性基础上 ,设计了类镍银软X射线激光干涉仪用半反半透多层膜 ,并用离子束溅射方法制备了这样的元件 。

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多层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射线激光打靶实验中。这是目前国内首次开展的１０．０ｎｍ波长以下实用软Ｘ射线多层膜反射镜的研究工作。

Mo/B_4C软X射线多层膜结构特性研究

在 6.7<λ<1 0 .0 nm波段选择 Mo/ B4 C作为多层膜材料 ,并采用磁控溅射法制备出多层膜样品 .这些多层膜样品的周期结构为 3 .3 5 nm～ 5 .5 2 nm.采用 X射线衍射仪和透射电镜 (TEM)对样品的微观结构进行研究 .结构表明 ,这些多层膜样品的结构质量很高 ,并有很好的热稳定性 .

非理想软X射线光学多层膜的掠入射镜向反射率

对实际软Ｘ射线光学多层膜中普遍存在的主要非理想因素（层厚漂移、界面粗糙度和界面扩散）进行了定量描述. 基于动力学光学理论，计算了上述非理想因素对软Ｘ射线光学多层膜的掠入射镜向反射率的影响结果表明：层厚的随机漂移使反射率、尤其是高级反射率降低；累积层厚漂移破坏了多层膜的长程有序性，使反射峰展宽；界面扩散和界面粗糙度使反射率降低，对高级反射率的影响更甚，但二者并不破坏多层膜的长程有序性，所以反射峰的宽度不变；界面扩散和界面粗糙度对反射率影响的机制不同；在界面扩散宽度和界面粗糙度相等的情况下，界面粗糙度使反射率下降显著．用模拟退火 Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法对 Ｃｏ／Ｃ软Ｘ射线光学多层膜进行了结构评价．该方法能避免复杂的求导运算，在软Ｘ射线光学多层膜的结构评价中具有较强的实用性．