极紫外宽带多层膜反射镜离散化膜系的设计与制备

极紫外(EUV)宽带多层膜的光谱性能对膜厚控制精度要求较高,仅由时间控制膜厚的镀膜系统难以满足其精度控制要求。本文提出了基于进化算法的宽带EUV多层膜离散化膜系设计方法,与传统膜系设计相比,离散化膜系所制备多层膜具有更为优良的EUV反射光谱性能。为验证离散化膜系设计在宽带EUV多层膜研制中的优越性,采用磁控溅射方法对具有离散化膜系的宽带多层膜反射镜进行了制备和测试。测试结果表明:研制的宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～17°,高于41%的反射率;研制的堆栈宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～18.5°,高于35%的反射率;研制的宽光谱多层膜反射镜可实现波长带宽为12.9～14.9 nm,高于21%的反射率。     

合肥同步辐射装置U26光束线45-115nm波段高次谐波抑制系统设计

为抑制合肥同步辐射装置U26光束线掠入射单色仪真空紫外波段的高次谐波,在45-115nm波段研究了Si和Al的反射率特性,结果表明:确定的入射角下,Si和Al的反射率随波长的变化有明显的截止,截止波长随入射角减小不断变大.以Si为反射镜材料,设计了两镜高次谐波抑制系统,核心由四组两两平行的平面反射镜组成,确定了每组反射镜的最佳入射角,并给出了该装置详细的结构设计参数.对该系统的高次谐波抑制效率进行计算表明,45-115nm波段的高次谐波抑制比均大于100.     

真空紫外-软X射线波段（5～105nm）探测器校准装置的研制

介绍了中国计量科学研究院在真空紫外.软X射线波段(5～105nm)探测器标准研究的新进展.介绍了建立在中国科学技术大学国家同步辐射实验室的以稀有气体电离室为标准探测器的探测器校准装置,以及利用该电离室作为基准探测器对作为传递标准探测器的硅光电二极管的量子效率测量的结果,在5～35nm范围内,相对标准不确定度为18%～20%.与NIST的结果相比,有较好的符合.     

几种高反膜设计新方法

现代科技的发展对增反膜提出的要求越来越高,具体表现在两个方面:一是要求在现有基础上进一步提高反射率,拓宽高反膜带宽,二是将高反膜的波长向短波方向延伸至真空紫外~X射线。本文总结了近年来出现的一些思路独特的增反膜设计新方法,包括Needle设计法、Staggered broad-band reflecting multilayers法、Sub-quarterwave multilayers法、Layered synthetic mi-crostructure/quasi-periodic multilayers法、Layer by layer法、带阻挡层的Layer by layer法及Wide range multilayer设计法。给出了这些设计方法的思路,以真空紫外~X射线反射膜为侧重点。对增反膜设计、制作过程中尚存的一些重大问题也进行了阐述。     

用于软X射线显微术的氮化硅窗口的研制

氮化硅膜具有对软X射线吸收较小、成膜光滑、强度大和致密性好等优点，因而常选作为窗口材料。本文主要介绍了用于软X射线显微术的氮化硅窗口的制备工艺，给出在国家同步辐射实验室软X射线显微术实验站使用的实验结果。     

不同B/C摩尔比碳化硼薄膜的光学性能

多层膜反射镜是X射线波段和极紫外波段的重要光学部件.碳化硼作为常见的反射膜材料,其薄膜成分及光学常数计算的准确性对反射镜的反射性能具有明显影响.本研究使用直流磁控溅射技术制备碳化硼薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线全反射(XRR)、原子力显微镜(AFM)和同步辐射光源等对试样进行了表征,利用改进的拟合函数拟合了基底和薄膜的反射率曲线.结果表明,非晶碳化硼薄膜的元素化学状态相同,其基本成分包含碳化硼和含氧碳化硼;在5～45 nm波段,薄膜B/C摩尔比为4.23时,反射性能最好,同时其基底与薄膜的电子密度差值最大,试样反射性能变化与试样电子密度差值变化基本一致;与原始拟合函数相比,改进的拟合函数提高了薄膜光学常数计算的准确性.     

用于ICF的大尺寸位相元件的设计

发展了用于实现ＩＣＦ靶面均匀照明的大口径连续型位相元件设计的新方法,并且在工艺上进行了初步试制。等厚干涉图显示达到了预期的大口径、连续的要求     

光刻胶灰化技术用于同步辐射闪耀光栅制作

在分析光刻胶光栅浮雕图形缺陷成因的基础上,首次将光刻胶灰化工艺引入到全息－离子束刻蚀制作闪耀光栅工艺中,并成功地为国家同步辐射实验室光化学站制作了１２００１／ｍｍ,闪耀波长为１３０ｎｍ的锯齿槽形光栅。测试结果表明光刻胶灰化处理对制作大面积优质的光刻胶光栅非常有效和实用。     

真空紫外波段Al膜保护层MgF_2的光学常数

由于Al膜的保护层MgF_2薄膜的光学常数对Al/MgF_2高反射镜的性能有极大的影响,本文研究了获取MgF_2薄膜光学常数的方法。用热舟蒸发的方法在室温B270基底上镀制了3块不同MgF_2厚度的Al/MgF_2反射镜样品,通过掠入射X射线小角反射方法表征样品,获得了膜层厚度和粗糙度。在国家同步辐射实验中心计量站测试了入射角为5°时,样品在105~130nm波段的反射率。在Al、MgF_2膜层的厚度和Al的光学常数已知条件下,依据菲涅尔公式,得出了满足某波长处样品反射率的等值曲线,然后从三条曲线的交点得出了MgF_2薄膜在108~128nm波段的光学常数。对比和分析显示:利用此方法得到的108~128nm波段MgF_2薄膜光学常数计算的反射率曲线和实际测试得到的反射率曲线吻合较好。     

窄带Mo／Si多层膜反射镜

设计并制备了窄带M o/S i多层膜反射镜。利用高反射级次和减小M o层厚度两种方法减小M o/S i多层膜反射镜光谱宽度。对M o层厚度分别为2 nm和3 nm的M o/S i多层膜,设计了反射级次分别从1到6的多层膜系。制备方法采用直流磁控溅射技术,在国家同步辐射光谱与计量站上测试。结果表明,带宽随着反射级次增加而减少,在同一反射级次,M o层厚度为2 nm的多层膜反射光谱带宽较小。