類鎳鉭軟X射線激光用高反射鏡的研究.pdf

1、多層膜技術(shù)極大地提高了光學(xué)元件對極紫外光和軟X射線的反射率，有力地促進(jìn)了該波段光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展，已在天文學(xué)、顯微成像、光刻、同步輻射應(yīng)用以及X射線激光等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。工作波長為4.48nm的高反射鏡是類鎳鉭軟X射線激光實驗及其應(yīng)用的核心元件，因此，進(jìn)行4.48nm多層膜高反射鏡的設(shè)計、制備與檢測研究具有重要意義。 類鎳鉭軟X射線激光用反射鏡是周期多層膜，其膜層厚度小、周期數(shù)多，制備難度大，實際反射率遠(yuǎn)小于設(shè)計值。目前，只有

2、美國、德國、日本等研制了實用的元件，但我國對此類高反射鏡還未進(jìn)行深入研究。 本文探討了類鎳鉭軟X射線激光用多層膜反射率的計算方法。針對材料的光學(xué)特性、物理化學(xué)性質(zhì)和成膜特點，選擇了Cr/C、Co/C和Cr/Sc多層膜材料對。計算了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下，多層膜的峰值(工作波長4.48nm，入射角5°)反射率，比較了幾種材料對的反射性能。利用Stearns散射理論，模擬了多層膜界面缺陷對反射性能的影響。 采用超高真空磁控濺射鍍膜設(shè)

3、備制備了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的Cr/C、Co/C和Cr/Sc多層膜樣品。用X射線小角反射方法測量了多層膜周期，對鍍膜材料的濺射速率進(jìn)行了精確標(biāo)定。通過反復(fù)實驗研究，優(yōu)化了充氣方式、基片偏壓、濺射功率等工藝條件，分析了制備工藝對成膜質(zhì)量的影響，找到了比較好的鍍膜工藝參數(shù)。實驗上比較了不同結(jié)構(gòu)多層膜的性能，得到了便于制作的多層膜結(jié)構(gòu)參數(shù)。 使用高分辨率X射線衍射儀測量了多層膜的小角反射曲線和散射曲線，結(jié)果表明樣品的膜層結(jié)構(gòu)好、厚度誤差小。對