软X射线多层膜膜厚分布均匀性控制研究

【摘要】： 软X射线具有与物质相互作用强的特点，在分析物质基本结构有着非常诱人的应用前景。随着软X射线超薄膜制备技术的不断发展，软X射线多层膜反射镜已在多个领域中投入研究与应用，如天文学、生物医学显微镜、极紫外投影光刻技术、X射线激光、高温等离子体诊断等等。多层膜系用于成像光学系统时，周期厚度分布的不均匀性将会破坏光学元件原始加工面形精度，导致成像质量的下降。本文主要针对工作波长为17.1nm的X射线空间望远镜中的主镜与次镜的膜厚分布均匀性进行控制，其中主镜直径为130mm，曲率半径为7.5m。 围绕软X射线多层膜均匀性分布的控制技术，我们介绍了多层膜的发展概况、自行编程对多层膜性能进行模拟计算、采用离子束溅射镀膜法制备薄膜和对制备样品进行了检测等。特别地，我们设计并应用膜厚挡板补偿技术控制多层膜的膜厚分布，将膜厚分布非均匀性从4.5％减小到2％，周期厚度绝对差值控制在0.18nm以内，并且制备得实际多层膜样品在中心波长17.1nm处实测反射率达到35％,达到实用水平。