1384.x射線反射式波帶片的衍射特性及應用研究

1、X射線反射式波帶片的衍射特性及應用研究重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：王心怡指導教師：肖沙里教授兼職導師：曹磊峰研究員學位類別：工程碩士（光學工程領域）重慶大學光電工程學院二O一七年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要X射線的診斷技術廣泛應用于天體物理、激光聚變、慣性約聚變點火研究、物質(zhì)組成分析等領域，尤其是近年來問世的新型光源如自由電子激光、高次諧波光源等，能夠產(chǎn)生超短的光脈沖，對這種超短X光的光譜分析讓人類對物理過程的認

2、知擴展到了超快過程領域，為物質(zhì)的元素、物相、晶體結構，產(chǎn)品、材料的無損檢測、微電路的光刻檢驗及人體的醫(yī)療檢查等提供了重要的分析手段，廣泛應用于科學、醫(yī)療、衛(wèi)生、軍事及工農(nóng)業(yè)等各個方面。XUV(ExtremeUltraViolet)光的單色化需要有一定能量分辨的色散元件，如兩塊光柵構成的單色器、OPM（OffplaneMounting）單色器等，然而這些單色器都使用了多塊光學元件，會使得傳輸效率降低。而反射式波帶片集色散、聚焦于一體，當在

3、離軸工作模式時能排除零級背景光，且理論聚焦尺寸可小于體衍射的10nm限制。這些特性使得用它構造的光學系統(tǒng)傳輸效率更高，且簡化了單色器的設計，因此這種光學元件一提出，就引起了國外學者的關注。目前，國外已在同步輻射束線、自由電子激光和高次諧波等光源中成功使用反射式波帶片，實現(xiàn)了光源的單色化和一系列譜儀應用，并取得了好的成果。普通的反射式波帶片是基于光柵方程，分光得到的準單色光中不可避免會疊加諧波成分，使得光譜純度下降，并為后續(xù)的解譜帶來不便

4、。本文的主要內(nèi)容如下：首先介紹了X射線的應用、幾種X射線光源和反射式波帶片相關的基本理論：包括標量衍射、光線追跡和菲涅爾、Gab波帶片等。接著闡述了反射式波帶片的結構、構造方法和基本原理，并基于標量衍射理論對反射式波帶片的衍射特性進行了模擬分析；提出了一種單焦點的一維反射式波帶片，模擬結果表明其能夠有效抑制高級焦點。其次，設計制作了用于驗證衍射特性的可見光波段的反射式波帶片，基于光線追跡原理對所設計的反射式波帶片進行了模擬，并通過實驗驗