等离子体诊断用18.2 nm Schwarzschild显微镜

研制了用于超快激光等离子体诊断的Schwarzschild型正入射显微镜,该显微镜工作波长为18.2 nm,数值孔径为0.1,放大倍数为10。根据诊断要求设计了Schwarzschild物镜的光学结构,计算了物镜的光学传递函数,结果显示,设计的物镜在±1 mm视场范围内像方空间分辨力可达125 lp/mm。根据系统工作波长和光线在镜面的入射角度设计了Mo/Si周期多层膜反射镜,制作了Schwarzschild显微镜光学元件,镀制的膜系周期厚度为9.509 nm,周期数为30,对18.2 nm波长的反射率约31.1%。利用激光等离子体光源对24 lp/mm网格进行了成像实验,实验结果表明:系统在中心视场的分辨力为3 μm,600 μm内视场的分辨力为5 μm。     

同步辐射软X射线显微成像

软X射线显微成像是同步辐射最主要的应用之一,本文简明介绍软X射线显微成像的衬度机制,光源,成像方法和一些应用结果。     

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.     

正入射软X-射线显微成像系统聚光镜设计

依据正入射软X 射线显微成像系统对聚光镜的要求, 论述了采用掠入射聚光镜是最佳选择。在分析聚光镜几何参数的基础上, 决定了确定椭球面聚光镜的方法。在考虑材料反射特性和实际制作椭球面镜方法的同时, 确定了要研制的高分辨率显微成像系统用聚光镜的结构参数。     

正入射软X-射线显微成像系统聚光镜设计

 依据正入射软X 射线显微成像系统对聚光镜的要求, 论述了采用掠入射聚光镜是最佳选择。在分析聚光镜几何参数的基础上, 决定了确定椭球面聚光镜的方法。在考虑材料反射特性和实际制作椭球面镜方法的同时, 确定了要研制的高分辨率显微成像系统用聚光镜的结构参数。     

同步辐射X射线三维显微成像

本介绍了利用同步辐射进行X射线三维成像的工作原理及进展状况,详细论述了X射线三维成像的两种方法,X射线全息及CT技术,以及通过两的结合（HCT）进行高分辨率三维成像的有关理论与实验技术;介绍了同轴全息中消除“双生像”噪声的数字方法,讨论了影响分辨率的各种因素;本还介绍了在国家同步辐射实验室软X射线实验站进行的生物样品X射线三维成像的实验及其结果。     

同步辐射软X射线接触显微成像

软Ｘ射线显微术适合于自然状态下生物样品的高分辨率显微成像。软Ｘ射线接触显微术是Ｘ射线显微成像方法中最简单也是迄今唯一到接近理论分辨的方法。本文阐述软Ｘ射线接触显微成像的原理和方法，并报告用合理肥步辐射光源进行软Ｘ射线接触显微成像的一些实验结果。     

原子力显微镜用于软X射线接触成像的研究

论述了在接触显微成像技术中，后续放大设备对分辨率的影响，并用实验方法比较了采用光学显微镜和原子力显微镜阅读并放大显微图的结果，表明采用原子力显微镜放大显微图是一种较为理想的方法。     

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.     

Throughput Measurement of a Multilayer-Coated Schwarzschild Objective Using Synchrotron Radiation

The throughput of a Schwarzschild objective using undulator synchrotron radiation was measured. Conventionally, the throughput was estimated from the squared reflectivity of one multilayer mirror and from the obstruction ratio. However, we evaluated the transmission ratio from the input and output photon flux using a precisely calibrated monochromatic beam from an undulator light source. It was found that the objective has a maximum throughput of 8.5% at a wavelength of 13.9 nm.     

13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜研究

 介绍了13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜的设计、制备与性能检测。基于分束镜反射率和透过率乘积最大的评价标准,设计了13.9 nm软X射线激光干涉实验用多层膜分束镜。采用磁控溅射方法在有效面积为10 mm×10 mm、厚度为100 nm的Si3N4基底上镀制了Mo/Si多层膜,制成了多层膜分束镜。利用X射线掠入射衍射的方法测量了Mo/Si多层膜的周期。用扩束He-Ne激光束进行的投影成像方法定性分析了分束镜的面形精度,利用光学轮廓仪完成了分束镜面形精确测量。利用北京同步辐射装置测量了分束镜反射率和透射率,在13.9 nm处,分束镜反射率和透过率乘积达4%。使用多层膜分束镜构建了软X射线马赫贞德干涉仪,并应用于13.9 nm软X射线激光干涉实验中,获得了清晰的含有C8H8等离子体电子密度信息的动态干涉条纹。     

4.48 nm正入射软X射线激光用Cr/C多层膜高反射镜的研制

针对4.48nm类镍钽软X射线激光及其应用实验,设计制备了工作于这一波长的近正入射多层膜高反射镜。选择Cr/C为制备4.48nm高反射多层膜的材料对,通过优化设计,确定了多层膜的周期、周期数以及两种材料的厚度比。模拟了多层膜非理想界面对高反射多层膜性能的影响。采用直流磁控溅射方法在超光滑硅基片上实现了200周期Cr/C多层膜高反射镜的制备。利用X射线衍射仪测量了多层膜结构,在德国BessyⅡ同步辐射上测量了在工作波长处多层膜反射率,测量的峰值反射率达7.5%。对衍射仪测量的掠入射反射曲线和同步辐射测量的反射率曲线分别进行拟合,得到的粗糙度和厚度比的结果相近。测试结果表明,所制备的Cr/C多层膜样品结构良好,在指定工作波长处有较高的反射峰,达到了设计要求。     

中心波长为13．9nm的正入射Mo／Si多层膜

用由铜靶激光等离子体光源等组成的反射率计对自行设计的周期厚度为7.14nm的120层Mo/Si多层膜进行极紫外(EUV)波段反射率测量。由于多层膜层数增加所引起的吸收、膜层界面之间的扩散以及镀膜过程中的膜厚控制误差或表面被氧化(污染)等原因,正入射Mo/Si多层膜在13.9nm处的反射率低于理论计算值73.2%,最后用原子力显微镜(AFM)测量其表面粗糙度为σ=0.401nm。     

13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜研究

介绍了13.9 nm马赫贞德干涉仪用软X射线分束镜的设计、制备与性能检测。基于分束镜反射率和透过率乘积最大的评价标准,设计了13.9 nm软X射线激光干涉实验用多层膜分束镜。采用磁控溅射方法在有效面积为10 mm×10 mm、厚度为100 nm的Si3N4基底上镀制了Mo/Si多层膜,制成了多层膜分束镜。利用X射线掠入射衍射的方法测量了Mo/Si多层膜的周期。用扩束He-Ne激光束进行的投影成像方法定性分析了分束镜的面形精度,利用光学轮廓仪完成了分束镜面形精确测量。利用北京同步辐射装置测量了分束镜反射率和透射率,在13.9 nm处,分束镜反射率和透过率乘积达4%。使用多层膜分束镜构建了软X射线马赫贞德干涉仪,并应用于13.9 nm软X射线激光干涉实验中,获得了清晰的含有C8H8等离子体电子密度信息的动态干涉条纹。     

Design study of hard X-ray tomography system to obtain a spatial resolution of 100 nm

An optic-based X-ray tomography system of a high spatial resolution using a conventional X-ray tube was proposed. The system had several X-ray optics: multilayer mirror for monochromatic X-ray, capillary optic for focusing X-ray onto a sample, and objective zone plate. The X-ray tomography system was designed for obtaining a spatial resolution of 100 nm. Design parameters for each optic were determined and optimized by ray tracing in considering X-ray intensity and reflectivity. The X-ray tomography system with a spatial resolution of 100 nm will provide a good inspect tool in bio-medical field and semiconductor applications.     

磁控溅射制备的W,WSi2,Si单层膜和W/Si,WSi2/Si多层膜应力

采用直流磁控溅射技术制备了厚度约100 nm的W,WSi2,Si单层膜和周期约为20 nm,Si膜层厚度与周期的比值为0.5的W/Si,WSi2/Si周期多层膜.利用台阶仪对镀膜前后基底表面的面形进行了测试,计算并比较了不同膜系的应力值.结果表明:W单层膜表现出较大的压应力,而W/Si周期膜则表现为张应力.WSi2单层...     

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.     

光子晶体垂直腔面发射850nm波长激光器研究

文章报道了国内首次研制成功的光子晶体垂直腔面发射850nm波长激光器，实现了连续电注入激射．发现器件能否激射直接依赖于光子晶体结构参数，而激光器的阈值、输出功率、输出模式等与光子晶体的晶格常数、占空比、腔的大小等因素有关．     

8.0 nm反射式偏振膜的设计和制备

讨论了软X射线反射式偏振膜的设计原理和方法,利用设计软件模拟设计了8.0 nm处的Mo/B4C偏振膜.对影响多层膜性能的参量进行了详细的误差分析.利用磁控溅射镀膜机进行了偏振膜的制备研究,X射线小角衍射测量了多层膜的周期厚度,测量数据的拟合结果与设计值吻合很好.