软X射线光学和周期性多层膜

本文介绍了软Ｘ射线的基本性质，它们和可见光及Ｘ射线的性质有很大的差异．这些性质决定了软Ｘ射线光学元件的特殊性．过去发展的软Ｘ射线光学元件不够理想，影响了软Ｘ射线光学的发展．近十年来发展的由轻、重元素组成的周期性多层膜使局面大为改观．多层膜的结构研究有助于指明提高多层膜质量的方向．     

软X射线多层膜色散元件

介绍研制软Ｘ射线多层膜色散元件的初步结果，结合Ｍ０／Ｓ１、Ｓ／Ｓ１色散元件的研制实例，讨论了包括设计、性能模拟计算、镀膜工艺、检测等在内的制备过程，这些元件将在Ｘ射线光学和Ｘ射线光谱学的有关研究工作中得到应用。     

软X射线多层膜的应用及发展

文章主要介绍了近十年来软Ｘ射线多层反射发展现状以扩制备过程中的技术难点，介绍了软Ｘ射线多层膜在软Ｘ射线光学中的的些应用。     

光电子学与光电子产业专题系列介绍：用于X射线光学的多层膜

用于Ｘ射线，特别是软Ｘ射线（波长范围约为３０－１ｎｍ）光学中的多层膜近十年来引起了人们的广泛重视，取得了许多重要进展．本文对这类多层膜的特点、制备和检测方法以及应用等作简要介绍．     

制备长波段X射线多层膜的新方法

叙述用离子束溅射镀膜机OXFORD进行X射线长波段多层膜实验及制备X射线多层膜光学元件方面的工作。简述离子束油射镀膜机的工作原理,X射线多层膜的制备过程,主要工艺参数,以及用X射线小角衍射仪对制备样品周期结构的检测和用软X射线反射率计测反射率的部分结果。     

表面粗糙度对软X射线多层膜光学特性的影响

从理论和实验结果两方面探讨了基底表面和多层膜膜面的均方根粗糙度对软Ｘ射线多层膜的光学特性的影响。指出了分析表面粗糙度最合适的方法和对表面粗糙度的着重研究方向。     

多层膜优化设计方法

传统多层膜设计所用的全局寻优法的速度非常慢，有时还很难得到理想的膜系。根据Frensnel反射系数公式计算多层膜的反射率，利用单纯形法对软X射线和X射线波段多层膜进行调优，可在短时间内优化出最接近目标光学性能的多层膜膜系结构。计算了不同波长软X射线周期性多层膜的最高理论反射率。单纯形调优算法在保证优化结果与随机搜索法优化结果近似相同的基础上，使优化计算速度提高了十倍以上。同时还用单纯形调优法优化设计了X射线超反射镜，得到了非常理想的非周期膜系。     

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光激光用多层膜反射镜的设计与性能模拟计算

介绍在研制软Ｘ光激光用多层膜反射镜中发展起来的一套设计方法。给出了这类反射镜在现阶段所研究的部分Ｘ光激光波长下的设计结果。利用波动光学迭代方法模拟计算了反射镜的性能，并讨论了膜厚控制误差、表（界）面粗糙度等对性能的影响。     

基于多层膜偏振元件的同步辐射光束线偏振特性测量研究

利用自行研制的同步辐射软X射线多层膜综合偏振测量装置, 对北京同步辐射装置(BSRF)的3W1B软X射线光束线的偏振特性进行了系统的研究. 给出了多层膜偏振元件起偏前后的测量结果, 测量能量为206eV时, 经反射镜、光栅等光束线光学元件后输出的线偏振度(起偏前)为0.585, 经多层膜偏振元件起偏后输出光的 线偏振度达到0.995.     

The simulation of soft X-ray optics by ray-tracing

The ray tracing program for soft X-ray optics simulation is presented. This program can be used to study X-ray imaging property, energy transportation and concentration of X-ray beams by various X-ray optics. As an example, the results of the simulation about imaging characteristics of the toroidal mirror are given.     

Space solar telescope in soft X-ray and EUV band

In this paper we have reviewed our achievements in soft X-ray and extreme ultraviolet (EUV) optics. Up to now, the research system of soft X-ray and EUV optics has been established, including light sources, detectors, calibrations, optical testing and machining of super smooth mirrors, and fabrications of multilayer film mirrors. Based on our achievements, we have developed two types of solar space telescopes for the soft X-ray and EUV space solar observations. One is an EUV multilayer normal incident telescope array including 4 different operation wavelength telescopes. The operation wavelengths of the EUV telescope are 13.0, 17.1, 19.5 and 30.4 nm. The other is a complex space solar telescope, which is composed of an EUV multilayer normal incident telescope and a soft X-ray grazing incident telescope. The EUV multilayer normal incident telescope stands in the central part of the soft X-ray grazing incident telescope. The normal incident telescope and the grazing incident telescope have a common detector. The different operation wavelengths can be changed by rotating a filter wheel.     

生物样品的软X射线显微成象

软X射线显微术最适合于自然状态下生物样品的高分辨率成象。在过去十年中软X射线显微成象技术在世界范围内得到了迅速的发展。本文扼要地讨论了软X射线显微成象的衬度机制和高分辨率X射线光学的基本原理,并且综述介绍各种软X射线显微成象方法以及它的发展和前景。     

软X射线全息平焦场光栅的条纹弯曲现象及其对光谱分辨率的影响

软X射线平焦场光栅光谱仪是等离子体诊断的重要仪器,其核心光学元件全息平焦场光栅通常采用非球面波记录光路制作,因此光栅条纹存在弯曲的现象.光栅条纹的弯曲会影响光谱成像质量,从而影响系统的光谱分辨率.记录光路的优化,只保证光栅子午面的线密度分布,因此优化的记录光路并不是惟一的,所以在保证子午面的线密度分布的同时能制作具有不同弯曲程度条纹的光栅.针对应用于0.8—6 nm的全息平焦场光栅,利用光线追迹方法分析了不同弯曲程度条纹光栅的光谱成像,发现采用柱面反射镜制作的接近于直条纹的光栅具有较好的光谱成像质量.相对于弯曲条纹的光栅,接近于直条纹的光栅理论光谱分辨率有明显的提高,入射波长为3 nm时,光谱分辨率从626提升到953,入射波长为5 nm时,光谱分辨率从635提高到1222.     

Mo/Si软X射线多层膜中厚度均匀性的精细控制

为了获得光学性质均匀的大面积软X射线多层膜,必须控制好周期结构中单层膜的厚度均匀性。为此建立了磁控溅射薄膜沉积技术中单层膜厚度均匀性的分析和控制模型,解释了基底变速转动法可用来获得膜厚均匀的多层膜,并根据理论分析获得了基底的变速路径。将其应用于基底公转速度变速法来制备均匀性可控的大面积Mo/Si软X射线多层膜。小角X射线衍射测试结果表明,采用优化后的变速路径制备的多层膜,样品不同位置的各级次衍射峰位都能很好吻合,说明多层膜的周期厚度基本一致。计算表明该方法在直径200mm范围内可将周期结构中Mo层的不均匀性从20.6%修正到1.1%,Si层的不均匀性从27.0%修正到1.6%。     

A linear Bragg–Fresnel optics fabricated for 1D focusing of 18 nm X-ray radiation

The theoretical and technique results of a 1D focusing linear Bragg–Fresnel optics working at 18 nm X-ray radiation are given in the present paper. A theoretical method describing its optical performances is introduced briefly, the parameters of the diffraction pattern are presented. The preparation of multilayer mirrors, the decision of X-ray absorber layer thickness and the fabrication process of the diffraction pattern are described. The studied results of thermal and chemical stabilities for Mo/Si multilayer structure are shown. Some measured results for the 1D focusing linear Bragg–Fresnel optics are given.     

软X射线偏振光学元件

介绍了50—2000eV软X射线能区偏振光学元件的发展现状，阐述和分析了几种偏振光学元件的性能，并说明了这些偏振光学元件的应用。