软X射线显微成像位相型波带片浅析

软X射线显微成像技术是研究超微观世界的有力工具,而位相型波带片则以其高分辨率的优势,目前已成为实现软X射线成像的理想光学元件.本文简要介绍位相型波带片的特性及其在软X射线显微成像技术中的应用.     

软X射线相位型聚焦波带片的研制

软X射线波带片是软X射线光学中聚焦、色散和成像的重要元件。以激光全息-离子束刻蚀技术制作金的振幅型软X射线聚焦波带片,以此为掩模,利用接触式同步辐射光刻和离子束刻蚀技术在聚酰亚胺衬底上,分别制作出了镍和锗的软X射线相位型聚焦波带片。     

软X射线聚焦波带片相对衍射特性的实验研究

通过测量软X射线相位型和振幅型聚焦波带片的一级衍射强度,实验得到了自行研制的两种相位型软X射线聚焦波带片的相对衍射特性。测量实验装置简单,调节相对容易。选择合适的针孔大小可使得接收信号有足够的信噪比。对波带片聚酰亚胺衬底的厚度进行了归一化。分别将3个镍和锗波带片的一级衍射强度与金波带片进行了比较。在3.2nm工作波长,研制的镍、锗软X射线相位型波带片的平均一级衍射效率分别是软X射线振幅型金波带片一级衍射效率的1.60和1.26倍,与理论值1.77和1.34很接近。测试结果表明,我们制作的相位型波带片具有较高精度。     

原子层沉积与聚焦离子束切片法制备X射线波带片

针对X射线波带片对大高宽比的应用需求,采用原子层沉积法在光滑的金属丝表面生长膜厚可高精度控制的多层膜环带结构,再利用聚焦离子束切片技术获得大高宽比的多层膜X射线波带片。采用复振幅叠加法设计了以Al₂O₃/HfO₂分别为明环和暗环材料的X射线波带片,实验上利用原子层沉积在直径为72μm的金丝表面交替沉积了10.11μm的Al₂O₃/HfO₂多层膜,环带数为356,总直径为92.22μm,最外环宽度为25 nm。通过聚焦离子束切割得到高为1.08μm、高宽比达43∶1的X射线多层膜菲涅耳波带片。该波带片应用于上海光源(BL08U1A)软X射线成像线站时,在1.2 keV X射线下实现聚焦成像功能,展现出利用该技术制备多层膜X射线波带片的潜力。     

相位切趾波带片的设计

本文叙述了菲涅耳波带片和相位波带片的基本理论。对相位波带片选用的材料和厚度与效率的关系进行了计算和分析。对选用切趾波带片能增大带宽、提高信噪比作了讨论。我们设计了用于高分辨率扫描软X 射线显微镜的聚焦微波带片,它是一个总环数为116、遮挡环数为30、空间分辨率为0.2μm、在23～45(?)波长范围内一级衍射效率达16～19%的Cu 材料相位切趾波带片。     

软X射线聚焦波带片制备工艺的研究

利用全息光刻和离子束刻蚀技术制作了用于软Ｘ射线聚焦和色散的三种参数的高精度菲涅耳波带片，给出了实验结果。     

软X射线直线单色仪光场分布实验研究

合肥国家同步辐射光源软X射线直线单色仪配备三种不同参数的波带片和针孔光阑,通过调节波带片和针孔光阑间的距离可输出1.97—5.44nm波段的软X射线.利用高分辨正性光刻胶,记录了CZP₃₂和30μm针孔光阑组合下的准确聚焦和大离焦量时的软X射线衍射图,即直线单色仪输出的光场分布.获得了有关爱里斑及空间相干半径等实验数据,所得结果与理论计算相一致. 关键词：     

电子束和X射线双曝光制作大高宽比高分辨率的X射线波带片

介绍了利用电子束和 X射线束双曝光技术制作大高宽比高分辨率的 X射线聚焦或色散元件的新方法 (波长范围为 1～ 5 nm )。所制做的厚度为 10μm的 Au波带片具有 30个波带 ,最外环的宽度为 0 .5μm。实验表明 :对 8ke V的X射线来说 ,波带片的衬度大于 10 ,分辨率为 0 .5 5μm,焦距为 2 1.3cm。     

高分辨率软X射线显微成像原理及其应用

软X射线显微成像具有分辨率高、辐射损伤小以及能够对含水的生物样品直接进行显微成像等独特的优势,目前已成为研究生命科学和生物学等学科中的超微观世界的特殊工具.本文简要介绍基于波带片的高分辨率软X射线显微成像的原理及其应用.     

高分辨率X射线显微成像及其进展

介绍了高分辨率X射线显微成像产生背景和发展过程，着重分析了基于光学元件波带片的放大成像的基本原理，并简述了高分辨率三维成像的有关理论。同时给出国内外高分辨率X射线显微成像研究的最新进展，展望了高分辨率X射线显微成像的应用前景。     

提高波带片成像分辨率方法探讨

采用波带片组合及加大位相匹配因子的方法，可以进一步提高波带片的成像分辨率，文中对这两种方法的工作原理进行讨论，并以实际计算结果加以验证。     

高功率密度软X射线在X光导管中传输效率测量

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线（6×10^6～1．5×10^7W／cm^2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1．2×10^7W／cm^2时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16．3％。在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚柬透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2．1×10^9W／cm^2的宽能带的软X光源。     

软X射线荧光吸收谱测试方法的建立与应用

提出了一种软X射线荧光吸收谱测试方法。该方法克服了软X射线荧光产率低的问题,消除了荧光自吸收效应,采用部分荧光产额模式获得了材料的软X射线近边吸收结构。使用部分荧光产额模式对钙钛矿太阳能电池的埋藏元素、催化剂的低浓度元素,以及宽禁带半导体进行软X射线近边吸收谱研究。相比全电子产额模式,基于荧光产额模式的软X射线近边吸收结构在材料体相特性、不良导体和低浓度样品测试中更具优势。     

具有准单级聚焦特性的梯形波带片（英文）

为改进用于X射线聚焦的二值化Gabor波带片目前所存在的结构复杂、不利于加工制作的问题,在不改变梯形透过率函数的前提下,通过将传统的梯形孔基元变为平行四边形基元应用于波带片的设计之中,提出了一种聚焦效率更高的具有准单级聚焦特性的波带片。理论推导显示,该波带片除了像Fresnel波带片一样能够消除偶数级的焦点外,还可以消除3q级(q为整数)的焦点,1/m~4(m为焦点级数)的效率衰减系数也使得高级衍射得到了很好的抑制。MATLAB数值模拟的结果证明,该波带片的特性不仅满足以上推论,还具有比Fresnel波带片和环带扇形基元阵列波带片更低的背景噪声,可以看作是一种准单级聚焦的新型波带片。此外,在同一波带内,这种基于平行四边形基元孔的波带片设计的透光区始终保持各处的径向宽度为该波带的一半,且扇区结构简单一致,能够降低不少加工难度,易于推广应用。     

具有准单级聚焦特性的梯形波带片（英）

为改进用于X射线聚焦的二值化Gabor波带片目前所存在的结构复杂、不利于加工制作的问题,在不改变梯形透过率函数的前提下,通过将传统的梯形孔基元变为平行四边形基元应用于波带片的设计之中,提出了一种聚焦效率更高的具有准单级聚焦特性的波带片。理论推导显示,该波带片除了像Fresnel波带片一样能够消除偶数级的焦点外,还可以消除3q级（q为整数）的焦点,1/m4（m为焦点级数）的效率衰减系数也使得高级衍射得到了很好的抑制。MATLAB数值模拟的结果证明,该波带片的特性不仅满足以上推论,还具有比Fresnel波带片和环带扇形基元阵列波带片更低的背景噪声,可以看作是一种准单级聚焦的新型波带片。此外,在同一波带内,这种基于平行四边形基元孔的波带片设计的透光区始终保持各处的径向宽度为该波带的一半,且扇区结构简单一致,能够降低不少加工难度,易于推广应用。     

基于原子层沉积技术的高精度多层膜X射线菲涅尔波带片的制备研究

基于原子层沉积与聚焦离子束切割抛光相结合的工艺,提出了一种多层膜型波带片制备技术。利用耦合波理论计算出最外环宽为10 nm的Al_2O_3/HfO_2、Al_2O_3/SiO_2、Al_2O_3/Ir和Al_2O_3/Ta_2O_5四种材料组合的多层膜波带片在X射线能量为8 keV和15 keV时的菲涅尔波带片的理论衍射效率,讨论了最外环宽和波带片高度对衍射效率的影响,选择了Al_2O_3/HfO_2为后续叠层制备。研究了原子层沉积制备Al_2O_3和HfO_2薄膜的生长特性,验证了原子层沉积技术制备单层膜厚为10 nm叠层结构的可行性,实验结果表明,利用原子层沉积技术制备Al_2O_3和HfO_2薄膜粗糙度可控在1 nm,均匀性优于±1.5%,单叠层厚度误差仅为0.416 nm.同时,利用聚焦离子束切割抛光技术得到了最外环宽为10 nm,高宽比200的高分辨率X射线菲涅尔波带片。     

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。     

物理光学 光的干涉与衍射

O436．1 2005031643 用微光学技术制作位相型聚焦光栅=Phase-type focusing grating prepared by micro-optics technique[刊,中]／纪宪明 (南通师范学院物理系．江苏,南通(226007)),沐仁旺…∥ 半导体光电．-2004,25(5).-388-390 根据菲涅耳衍射理论,采用微光学制作技术通过3次 套刻,将8位相台阶的菲涅耳波带片和平面光栅组合制作 在同一块基片上,构成同时具有色散分光和聚焦光谱线功 能的位相型光栅。这种光栅具有较高的光谱分辨本领和     

位相恢复法与X射线激光等离子体密度诊断

 详细介绍了XUV波段Gabor全息及位相恢复法去除Gabor全息孪生像的全部过程,分析了X射线激光Gabor全息术对等离子体和实验条件的要求,编程对全息图的制作、反演以及位相恢复法的全过程进行了模拟,并对三个模型进行了计算比较。     

X射线波带片的制作及其应用

波带片的低衍射效率限制其在可见光波段的使用,可是在Ｘ射线波段,波带片是唯一达到衍射极限的光学元件,因而引起人们的极大兴趣。本文介绍了当前国际上Ｘ射线波带片的主要制作方法及其应用,同时回顾了用于Ｘ射线聚焦、成像的光学元件——Ｘ射线菲涅耳波带片及近几年才出现的布拉格－菲涅耳波带片的历史背景、基本概念和主要类型。