低原子序数材料窄带多层膜的研制

为研制极紫外波段窄带多层膜反射镜,采用低原子序数材料组合设计了30.4 nm波长处Mg/SiC,Si/SiC,Si/B4C和Si/C多层膜反射镜,并与极紫外波段传统的Mo/Si多层膜反射镜进行对比。采用直流磁控溅射技术制备了这些多层膜,在国家同步辐射实验室辐射与计量光束线完成了多层膜反射率测量,测量结果表明：Mg/SiC多层膜的带宽最小,为1.44 nm,且反射率最高,为44%;而Mo/Si多层膜的反射率仅为24%,带宽为3.11 nm。实验结果证明了采用低原子序数材料组成的多层膜的带宽要比常规多层膜窄,该方法可以应用于极紫外波段高分辨研究。     

中心波长121.6nm的真空紫外窄带滤光片设计和制备

采用双半波法布里-珀罗(F-P)干涉滤光片结构设计了中心波长在121.6 am的窄带滤光片,其峰值透射率为6.78%,通带半宽度为10.7 nm.通过设计、制备和测量峰值波长在217 nm的滤光片验证了设计用到的光学常数和膜厚定标都比较精确.在此基础上制备了121.6 nm的窄带滤光片,到合肥同步辐射实验室测量的结果是中心波长在120.74 nm,峰值透射率为5.94%,通带半宽度为12 nm.可以看出实际制备的滤光片和预先设计的基本吻合但还是有一定的偏差,最后对实际测量的和理论设计的偏差进行了分析.     

真空紫外波段绝对光强的测量研究

介绍了利用双极型稀有气体电离室进行真空紫外波段(12~34nm)绝对光强测量的方法,并对Ar在12~34nm波段的电离吸收截面进行了测量。讨论了在利用稀有气体电离室进行绝对光强测量时,二次电离对测量结果的影响。通过建立适当的数学模型来确定二次电离系数。     

30.4 nm波长SiC/Mg多层膜反射镜

波长30.4 nm的He-II谱线是极紫外天文观测中最重要的谱线之一,空间极紫外太阳观测光学系统需要采用多层膜作为反射元件。为此研究了SiC/Mg、B4C/Mg、C/Mg、C/Al、Mo/Si、B4C/Si、SiC/Si、C/Si、Sc/Si等材料组合的多层膜在该波长处的反射性能。基于反射率最大与多层膜带宽最小的设计优化原则,选取了SiC/Mg作为膜系材料。采用直流磁控溅射技术制备了SiC/Mg多层膜,用X射线衍射仪测量了多层膜的周期厚度,用国家同步辐射计量站的反射率计测量了多层膜的反射率,在入射角12°时,实测30.4 nm处的反射率为38.0%。     

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：     

13 nm窄带Si/Mo/C多层膜反射镜

基于多层膜准单色覆盖50~1500 eV能谱的多能点发射光谱测量系统可获得聚龙一号装置Z-pinch等离子体X射线源的能谱结构和总能量等信息。考虑装置的条件,在13 nm处的多层膜需要工作在掠入射角60。常规的Mo/Si多层膜尽管反射率最高,但其带宽较大,不能满足多层膜准单色的要求。因此提出将Mo和C共同作为多层膜的吸收层材料与Si组成Si/Mo/C多层膜,可使反射率降低较小而带宽明显减小。采用磁控溅射方法制备了Si/Mo/C多层膜,其掠入射X射线反射测量表面多层膜的结构清晰完整,同步辐射工作条件下反射率测量,得到Si/Mo/C多层膜在13 nm处和掠入射角60时的反射率为56.5%,带宽为0.49 nm（3.7 eV）。     

Optical performance, structure and thermal stability of Al（lwt.-%Si）//Zr and Al（pure）//Zr multilayers designed for the 17-19 nm range

We report on the optical performance, structure and thermal stability of periodic multilayer films con- taining Zr and Al（lwt.-%Si） or Al（pure） layers designed for the use as extreme ultraviolet （EUV） high reflective mirrors in the range of 1~19 am. The comparison of A1/Zr （Al（lwt.-%Si）/Zr and Al（pure）/Zr） multilayers fabricated by direct-current magnetron sputtering shows that the optical and structural per- formances of two systems have much difference because of Si doped in A1. From the results of grazing incidence X-ray reflection （GIXR）, X-ray diffraction （XRD）, and EUV, the Si can disfavor the crystalliza- tion of AI and smooth the interface, consequently increase the reflectance of EUV in the Al（lwt.-%Si）/Zr systems. For the thermal stability of two systems, the first significant structural changes appear at 250 ~C. The interlayers are transformed from symmetrical to asymmetrical, where the Zr-on-A1 interlayers are thicker than Al-on-Zr interlayers. At 295 ~C for Al（pure）/Zr and 298 ~C for Al（lwt.-%Si）/Zr, the interfaces consist of amorphous Al-Zr alloy transform to polycrystalline Al-Zr alloy which can decrease the surface roughness and smooth the interfaces. Above 300 ~C, the interdiffusion becomes larger, which can enlarge the differences between Zr-on-Al and Al-on-Zr interlayers. Based on the analyses, the Si doped in Al cannot only influence the optical and structural performances of Al/Zr systems, but also impact the reaction temperatures in the annealing process.     

国家同步辐射实验室反射率计误差分析

中国科技大学国家同步辐射实验室"光谱辐射标准与计量实验站"上的反射率计主要用于测量各种光学元器件在X射线、真空紫外波段的反射率.为保证测试结果的精确性和可靠性,在大量实验数据的基础上,结合必要的理论推导,对反射率计测试误差来源及影响程度进行了分析,确定影响反射率计测试精度的主要因素包括光源、探测器、样品安装等.总结了光源波动、探测器损坏的几种典型形式,定性、定量地分析了这些因素和样品安装、光斑尺寸对测试精度的影响,针对性地提出了应对办法,把测试误差控制在2%以内,从而有效地保证了测试精度.     

二维点阵的软X射线衍射实验研究

以光刻胶作为探测器,用3.2nm的X射线进行了二维点阵测试样品的软X射线衍射实验,记录了探测器和样品间隔分别为0、2mm和80mm时的图像,并用光学显微镜放大观察。实验结果表明,探测器记录的图像与探测 和样品之间的距离有关,即随探测器和样品之间距离的变化而变化。这与理论模拟的结果一致。     

用同步辐射源建立紫外及真空紫外光谱区光谱辐射度基准的研究

叙述了中国科学技术大学国家同步辐射实验室800 MeV电子储存环同步辐射的特性及作为光谱辐射亮度基准的原理和方法,精确计算出同步辐射光源光谱功率空间分布,并在计量学上将同步辐射“经典”理论与标定氘灯光谱辐射亮度结合起来,对“同步辐射作为标准源进行光谱辐射功率计量”进行深入的研究。介绍了国家同步辐射实验室计量光束线站的装置,该装置利用同步辐射波长范围宽、亮度高、辐射特性可精确计算等特点,可用于标定传递标准氘灯的光谱辐射亮度(115~350 nm),并进行了不确定度分析。并与德国技术物理研究院(PTB)标定的氘灯光谱辐射亮度进行比较,两者符合。